JP2022121548A - mRNAのCNS送達及びその使用方法 - Google Patents
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- C12N15/88—Introduction of foreign genetic material using processes not otherwise provided for, e.g. co-transformation using microencapsulation, e.g. using amphiphile liposome vesicle
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61K48/00—Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
- A61K48/005—Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy characterised by an aspect of the 'active' part of the composition delivered, i.e. the nucleic acid delivered
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H21/00—Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
- C07H21/02—Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids with ribosyl as saccharide radical
Abstract
Description
本願は、US62/020,161(2014年7月2日出願)及びUS61/894,
246(2013年10月22日出願)に対する優先権を主張し、これらの開示は、参照
することにより組み込まれる。
配列表
xt」という名前の.txtファイルで、電子的に提出。)を参照する。この.txtフ
ァイルは、2014年10月22日に生成され、19,590バイトの大きさを有する。
この配列表の全ての内容は、参照することにより組み込まれる。
として、直接的にまたは間接的に生じた疾患などのCNS疾患に対する治療のためにさら
に必要とされている。CNS疾患のための有効な治療法を実行する上で、主に、不透過性
である血液脳関門(BBB)により、CNSの生物組織の分離及び隔離が原因である、多
くの障害が存在する。
者は、生存運動ニューロン(SMN)遺伝子、(SMN-1及びSMN-2)のそれぞれ
の機能のコピーを有し、この遺伝子は、ほぼ同一の配列である。脊髄性筋萎縮症と診断さ
れた患者は、概して、SMN-1タンパク質の全長を発現させることができず、SMN-
2の全長の低い発現量に頼っているのみであり、この発現量は、脳内での運動ニューロン
の死滅を防ぐためには、十分ではない。
近年、メッセンジャーRNA(mRNA)療法が、種々の疾患の治療、特に一種または複
数種のタンパク質欠乏に関する疾患の治療において、ますます重要な選択肢になりつつあ
る。非神経系性疾患に有望である一方、当業者は、リポソームがBBBを通過することが
できないこと、及び神経細胞の中へmRNAを送達するための特有の課題を課された、神
経細胞の特有かつ複雑な膜の組成のために、CNS疾患を治療する方法などの実行を思い
とどまった(Svennerhol et.al.,Biochimica et Bi
ophysica Acta,1992,1128:1-7、及びKarthigasa
n et.al.,Journal of Neurochemistry,1994,
62:1203-1213)。
細胞型へ効率的に送達するために改善された方法及び組成物を提供する。本発明は、一部
分において、mRNAがロードされた脂質またはポリマー系ナノ粒子が、直接CNSの空
隙へ投与され(例えば、脊髄内投与によって)、そして神経細胞膜を有効に通過し、脳内
及び/または脊髄中のニューロンにおいて、mRNAの細胞内送達をもたらすことが可能
であるという驚くべき発見に基づいている。本発明以前に、神経細胞膜が非神経細胞のも
のとは異なる、特有かつ複雑な脂質組成物によって特徴づけられると報告された。(Sv
ennerhol et.al.,Biochimica et Biophysica
Acta,1992,1128:1-7、及びKarthigasan et.al.
,Journal of Neurochemistry,1994,62:1203-
1213)それゆえ、神経細胞膜は、通過するのが難しいと考えられた。核酸を非神経細
胞に送達するのに有効なリポソームでさえ、神経細胞膜を通過するために効果的であると
は期待されなかった。脳と脊柱の中央部の深部に位置していて運動ニューロンに作用し難
くても、本明細書に記載されている、脂質または高分子系のナノ粒子が効果的にmRNA
をニューロンへ送達することが可能であることは、本当に驚きであった。従って、本発明
は、改善されかつ有効なmRNAのCNS送達のための方法を提供し、そして種々のCN
S疾患を治療する有効なmRNA療法が期待できる。
提供する。いくつかの実施形態において、本発明による本方法は、組成物の投与が、脳内
及び/または脊髄中のニューロンにおいて、mRNAの細胞内送達をもたらすような、リ
ポソーム内に封入されたタンパク質をコードしたmRNAを含む組成物を送達する必要の
ある検体への髄腔内投与を含み、そこにおいて、当該リポソームは陽イオン性または非陽
イオン性脂質、コレステロール系脂質、及びPEG-修飾脂質を含む。
いくつかの実施形態において、mRNAは脊髄内に位置しているニューロンへ送達される
。いくつかの実施形態において、mRNAは、運動ニューロンへ送達される。いくつかの
実施形態において、mRNAは、上位運動ニューロン及び/または下位運動ニューロンへ
送達される。いくつかの実施形態において、運動ニューロンは、脊髄の前角及び/または
背根神経節の中に位置している。
、一種または複数種の中性脂質、一種または複数種のコレステロール系脂質、及び一種ま
たは複数種のPEG-修飾脂質を含む。
LinDMA、DLinkC2DMA、cKK-E12、ICE(イミダゾール系)、H
GT5000、HGT5001、DODAC、DDAB、DMRIE、DOSPA、DO
GS、DODAP、DODMA、及びDMDMA、DODAC、DLenDMA、DMR
IE、CLinDMA、CpLinDMA、DMOBA、DOcarbDAP、DLin
DAP、DLincarbDAP、DLinCDAP、KLin-K-DMA、DLin
-K-XTC2-DMA、HGT4003から成る群から選択される。いくつかの特定の
実施形態において、一種または複数種の陽イオン性脂質はC12-200を含む。いくつ
かの特定の実施形態において、陽イオン性脂質は、DLinK22DMAを含む。
し、
または、薬学的に受容可能なそれらの塩であり、式中、
各R2は、独立に水素またはC1-3のアルキル基であり、
各qは、独立に2~6であり、
各R’は、独立に水素またはC1-3のアルキル基であり、
かつ各RLは独立にC8-12のアルキル基である。
ルコリン(DSPC)、ジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)、ジパルミトイ
ルホスファチジルコリン(DPPC)、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(DO
PG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPG)、ジオレオイルホスフ
ァチジルエタノールアミン(DOPE)、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン
(POPC)、パルミトイルオレオイル-ホスファチジルエタノールアミン(POPE)
、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン-4-(N-マレイミドメチル)-シク
ロヘキサン-l-カルボキシラート(DOPE-mal)、ジパルミトイルホスファチジ
ルエタノールアミン(DPPE)、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMPE)
、ジステアロイル-ホスファチジル-エタノールアミン(DSPE)、16-O-モノメ
チルポリエチレン、16-O-ジメチルポリエチレン、18-1-トランスポリエチレン
、l-ステアロイル-2-オレオイル-ホスファチジルエタノールアミン(SOPE)、
ホスファチジル脂質、またはそれらの混合物から選択される。
いくつかの実施形態において、好適なホスファチジル脂質は、スフィンゴ脂質である。い
くつかの特定の実施形態において、好適なスフィンゴ脂質は、スフィンゴミエリンである
。
質は、コレステロール、ペグ化されたコレステロール、及び/またはDC-Chol(N
,N-ジメチル-N-エチルカルボキサミドコレステロール),1,4-ビス(3-N-
オレイルアミノ-プロピル)ピペラジンから選択される。
C6~C20の長さのアルキル鎖を有する脂質に共有結合をした、5kDa以上の長さの
ポリ(エチレン)グリコール鎖を含む。いくつかの実施形態において、好適なPEG-修
飾脂質は、N-オクタノイル-スフィンゴシン-1-[サクシニル(メトキシポリエチレ
ングリコール)-2000]などの誘導体化セラミドである。いくつかの実施形態におい
て、好適なPEG-修飾脂質またはペグ化された脂質は、ペグ化されたコレステロールま
たはジミリストイルグリセロール(DMG)-PEG-2Kである。いくつかの実施形態
において、一種または複数種のPEG-修飾脂質は、DMG-PEG、C8-PEG、D
OG PEG、セラミドPEG、DSPE-PEG、及びそれらの混合物からなる群から
選択される。いくつかの実施形態において、一種または複数種のPEG-修飾脂質は、全
脂質組成物のモル比で約1~10%(例えば、約1~8%、約1~6%、または約1~5
%)を構成する。いくつかの実施形態において、一種または複数種のPEG-修飾脂質は
全脂質組成物のモル比で約1、2、3、4、5、6、7、8、9または10%を構成する
。いくつかの特定の実施形態において、PEG-修飾脂質は全脂質組成物のモル比で少な
くとも5%を構成する。
ン、DOPE、コレステロール、及びDMG PEG;C12-200、DOPE、コレ
ステロール、及びDMG-PEG2K;cKK-E12、DOPE、コレステロール、及
びDMG-PEG2K;cKK-E12、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロー
ル、及びDMG-PEG2K;HGT5001、DOPE、コレステロール、及びDMG
-PEG2K;HGT4003、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
DLinKC2DMA、DOPE、コレステロール及びDMG-PEG2K;ICE、D
OPE、コレステロール及びDMG-PEG2K、もしくはDODMA、DOPE、コレ
ステロール及びDMG-PEG2K;DODMA、スフィンゴミエリン、DOPE、コレ
ステロール、及びDMG-PEG2K、及び/またはそれらの混合物から選択された混合
物を含む。
かの実施形態において、リポソームは生分解性脂質を含む。いくつかの実施形態において
、リポソームはイオン性脂質を含む。いくつかの実施形態において、リポソームは開裂が
可能な脂質を含む。
nm、125nm、110nm、100nm、95nm、90nm、85nm、80nm
、75nm、70nm、65nm、60nm、55nm、または50nm以下の大きさを
有する。いくつかの実施形態において、好適なリポソームは、約40~100nm(例え
ば約40~90nm、約40~80nm、約40~70nm、または約40~60nm)
の範囲の大きさを有する。本明細書で用いる場合、リポソームの大きさは、リポソーム粒
子の最も大きい直径の長さで決める。
、2.5kb、3kb、3.5kb、4kb、4.5kb、または5kbより長い長さを
有する。
イトゾルタンパク質である。いくつかの実施形態において、mRNAにコードされた治療
用タンパク質は、分泌タンパク質である。いくつかの実施形態において、mRNAにコー
ドされた治療用タンパク質は、酵素である。いくつかの実施形態において、酵素はリソソ
ーム酵素である。いくつかの実施形態において、mRNAにコードされた治療用タンパク
質は、CNS疾患に関連したタンパク質である。いくつかの実施形態において、mRNA
にコードされた治療用タンパク質は、通常脳内及び/または脊髄中のニューロンで機能す
る。いくつかの実施形態において、mRNAにコードされた治療用タンパク質は、通常脊
髄中の運動ニューロンで機能する。
ニューロンタンパク質である。いくつかの実施形態において、mRNAにコードされた治
療用タンパク質は、生存運動ニューロン-1タンパク質である。いくつかの実施形態にお
いて、mRNAにコードされた治療用タンパク質は、生存運動ニューロンタンパク質-1
の、スプライスアイソフォーム、断片、または欠損した異形である。いくつかの実施形態
において、SMN-1タンパク質は、配列番号2のアミノ酸配列を含む。いくつかの実施
形態において、SMN-1タンパク質をコードしたmRNAは、配列番号1の核酸配列を
含む。いくつかの実施形態において、SMN-1タンパク質をコードしたmRNAは、コ
ドン最適化がされており、かつ配列番号3、配列番号4、配列番号10、または配列番号
11を含む。
む。いくつかの実施形態において、5’UTR配列は配列番号7を含む。いくつかの実施
形態において、mRNAは3’UTRを含む。いくつかの実施形態において、3’UTR
は配列番号8または配列番号9を含む。いくつかの実施形態において、mRNAはキャッ
プ構造を含む。いくつかの実施形態において、好適なキャップ構造は、キャップ0、キャ
ップ1、またはキャップ2の構造から選択される。いくつかの実施形態において、好適な
キャップ構造は、アンチリバースキャップアナログ(ARCA)または、修飾されたAR
CAである。
複数種の修飾されたヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態において、一種または複数
種のヌクレオチドは、プソイドウリジン、2-アミノアデノシン、2-チオウリジン、イ
ノシン、ピロロ-ピリミジン、3-メチルアデノシン、5-メチルシチジン、C-5プロ
ピニル-シチジン、C-5プロピニル-ウリジン、2-アミノアデノシン、C5-ブロモ
ウリジン、C5-フルオロウリジン、C5-ヨードウリジン、C5-プロピニル-ウリジ
ン、C5-プロピニル-シチジン、C5-メチルシチジン、2-アミノアデノシン、7-
デアザアデノシン、7-デアザグアノシン、8-オキソアデノシン、8-オキソグアノシ
ン、O(6)-メチルグアニン、N-1-メチルプソイドウリジン、2-チオシチジン及
びそれらの混合物からなる群から選択される。
いない。
パク質の発現を起こす。いくつかの実施形態において、コードされたタンパク質は、ニュ
ーロンのサイトゾルの中で発現する。いくつかの実施形態において、コードされたタンパ
ク質は発現して、そして発現後ニューロンから細胞外に分泌される。
g、例えば、体重1kg当たり約0.01~9.0mg、0.01~8.0mg、0.0
1~7.0mg、0.01~6.0mg、0.01~5.0mg、0.01~4.0mg
、0.01~3.0mg、0.01~2.5mg、0.01~2.0mg、0.01~1
.5mg、0.01~1.0mg、0.01-0.5mg、0.01-0.25mg、0
.01~0.1mg、0.1~10.0mg、0.1~5.0mg、0.1~4.0mg
、0.1~3.0mg、0.1~2.0mg、0.1~1.0mg、0.1~0.5mg
の範囲の服用量を投与される。いくつかの実施形態において、mRNAは体重1kg当た
り約10.0mg、9.0mg、8.0mg、7.0mg、6.0mg、5.0mg、4
.5mg、4.0mg、3.5mg、3.0mg、2.5mg、2.0mg、1.5mg
、1.0mg、0.8mg、0.6mg、0.5mg、0.4mg、0.3mg、0.2
mg、0.1mg、0.05mg、0.04mg、0.03mg、0.02mg、または
0.01mg未満の服用量を投与される。
く送達される。
いるタンパク質をコードしたメッセンジャーRNA(mRNA)を送達することで、中枢
神経系(CNS)内のタンパク質の欠乏に関する、疾患、障害、または異常を治療する方
法を提供する。いくつかの実施形態において、CNS系疾患、障害、または異常は、タン
パク質の欠損の結果である。いくつかの実施形態において、CNS系疾患、障害、または
異常は、運動ニューロンにおけるタンパク質の欠損の結果である。
存運動ニューロン(SMN)タンパク質をコードしたメッセンジャーRNA(mRNA)
を送達することで、脊髄性筋萎縮症を治療する方法を提供する。
、リポソーム内に封入された、生存運動ニューロン(SMN)タンパク質をコードしたm
RNAを含み、そこにおいて、mRNAは配列番号3、配列番号4、配列番号10、また
は配列番号11(コドン最適化されたヒトSMN mRNAに相当する。)を含み、そし
てさらにそこにおいて、リポソームは陽イオン性または非陽イオン性脂質、コレステロー
ル系脂質、及びPEG-修飾脂質を含む。
し、リポソーム内に封入された、生存運動ニューロン(SMN)タンパク質をコードした
mRNAを含み、そこにおいて、リポソームは、式I-c1-aの陽イオン性脂質を含み
、
または、薬学的に受容可能なそれらの塩であり、式中、
各R2は、独立に水素またはC1-3のアルキル基であり、
各qは、独立に2~6であり、
各R’は、独立に水素またはC1-3のアルキル基であり、
かつ各RLは独立にC8-12のアルキル基である。
供し、リポソーム内に封入された、生存運動ニューロン(SMN)タンパク質をコードし
たmRNAを含み、そこにおいて、リポソームは、
C12-200、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMGPEG
;
C12-200、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
cKK-E12、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
cKK-E12、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG-PE
G2K;
HGT5001、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
HGT4003、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
DLinKC2DMA、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
ICE、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
DODMA、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;または、
DODMA,スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2
Kから選択された混合物を含む。
範囲により明らかとなる。しかし、詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲は、本発明の
実施形態を示す一方で、実例としてのみ与えられ、限定されないということを理解するべ
きである。本発明の範囲において種々の変更及び修正は、当業者には明白となるだろう。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
中枢神経系(CNS)にメッセンジャーRNA(mRNA)を送達する方法であって、
組成物の投与が、脳内及び/または脊髄中のニューロンにおいて、mRNAの細胞内送達をもたらすように、リポソーム内に封入されたタンパク質をコードしたmRNAを含む組成物を送達する必要のある検体に髄腔内投与することと、
そこにおいて、前記リポソームは、陽イオン性または非陽イオン性脂質、コレステロール系脂質及びPEG-修飾脂質を含む、方法。
(項目2)
前記脳及び/または脊髄中の前記ニューロンが、前記脊髄中の運動ニューロンを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記脳及び/または脊髄中の前記ニューロンが、オリゴデンドロサイト、オリゴデンドログリア細胞、星状膠細胞、神経膠細胞、及びそれらの組合せから成る群から選択される、項目1に記載の方法。
(項目4)
前記脳及び/または脊髄中の前記ニューロンが、脊髄前角細胞及び背根神経節を含む、項目1または2に記載の方法。
(項目5)
前記リポソームが、一種または複数種の陽イオン性脂質、一種または複数種の中性脂質、一種または複数種のコレステロール系脂質、及び一種または複数種のPEG-修飾脂質を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目6)
一種または複数種の前記陽イオン性脂質が、C12-200、MC3、DLinDMA、DLinkC2DMA、cKK-E12、ICE(イミダゾール系)、HGT5000、HGT5001、DODAC、DDAB、DMRIE、DOSPA、DOGS、DODAP、DODMA及びDMDMA、DODAC、DLenDMA、DMRIE、CLinDMA、CpLinDMA、DMOBA、DOcarbDAP、DLinDAP、DLincarbDAP、DLinCDAP、KLin-K-DMA、DLin-K-XTC2-DMA、HGT4003、及びそれらの組合せ、から成る群から選択される、項目5に記載の方法。
(項目7)
一種または複数種の前記陽イオン性脂質がC12-200を含む、項目6に記載の方法。(項目8)
一種または複数種の前記陽イオン性脂質がDLinkC2DMAを含む、項目6に記載の方法。
(項目9)
前記陽イオン性脂質が、cKK-E12:
である、項目6に記載の方法。
(項目10)
一種または複数種の前記非陽イオン性脂質が、DSPC(1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン)、DPPC(1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン)、DOPE(1,2-ジオレイル-sn-グリセロ-3-リン酸エタノールアミン)、DOPC(1,2-ジオレイル-sn-グリセロ-3-ホスファチジルコリン)、DPPE(1,2-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-リン酸エタノールアミン)、DMPE(1,2-ジミリストイル-sn-グリセロ-3-エタノールアミンリン酸)、DOPG(,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-リン酸-(1’-rac-グリセロール))、スフィンゴミリン、セラミド、セファリン、セレブロシド、ジアシルグリセロール、POPC、DOPG、DPPG、POPC、POPE、DSPE、SOPE、スフィンゴミエリンから選択される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目11)
一種または複数種の前記非陽イオン性脂質が、スフィンゴミエリンを含む、項目10に記載の方法。
(項目12)
一種または複数種の前記PEG-修飾脂質が、DMG-PEG、C8-PEG、DOG PEG、セラミドPEG、DSPE-PEG、及びそれらの組合せからなる群から選択される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目13)
一種または複数種の前記PEG-修飾脂質が、全脂質組成において、モル比で約1~10%を構成する、項目12に記載の方法。
(項目14)
一種または複数種の前記PEG-修飾脂質が、全脂質組成において、モル比で約5%を構成する、項目12に記載の方法。
(項目15)
一種または複数種の前記コレステロール系脂質が、コレステロール、またはPEG化されたコレステロールから選択される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目16)
前記リポソームが、
C12-200、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMGPEG;
C12-200、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
cKK-E12、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
cKK-E12、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
HGT5001、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
HGT4003、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
DLinKC2DMA、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
ICE、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
DODMA、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;または、
DODMA、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K、
から選択された組合せを含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目17)
前記リポソームが、約40~100nmの範囲の大きさを有する、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目18)
前記mRNAが、約0.5kb、1kb、1.5kb、2kb、2.5kb、3kb、3.5kb、4kb、4.5kb、または5kb位以上の長さを有する、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目19)
前記mRNAによってコードされた前記タンパク質が、通常、前記脳内及び/または脊髄中の前記ニューロンの中で機能する、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目20)
前記mRNAでコードされた前記タンパク質が、通常、前記脊髄中の運動ニューロンの中で機能する、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目21)
前記mRNAでコードされた前記タンパク質が、生存運動ニューロン(SMN)タンパク質である、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目22)
前記mRNAが、コドン最適化をされている、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目23)
前記コドン最適化mRNAが、配列番号3、配列番号4、配列番号10、または配列番号11を含む、項目22に記載の方法。
(項目24)
前記コドン最適化mRNAが、配列番号3または配列番号4を含む、項目22に記載の方法。
(項目25)
前記mRNAが、配列番号7の5’UTR配列を含む、項目24に記載の方法。
(項目26)
前記mRNAが、配列番号8または配列番号9の3’UTR配列を含む、項目24に記載の方法。
(項目27)
前記mRNAが、キャップ構造を含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目28)
前記キャップ構造が、キャップ0、キャップ1、またはキャップ2構造から選択される、項目27に記載の方法。
(項目29)
前記キャップ構造が、アンチリバースキャップアナログ(ARCA)、または、修飾されたARCAである、項目27に記載の方法。
(項目30)
前記mRNAにコードされた前記タンパク質が、酵素である、項目1~20のいずれか1つに記載の方法。
(項目31)
前記酵素が、リソソーム酵素である、項目30に記載の方法。
(項目32)
前記mRNAの細胞内送達が、前記ニューロンのサイトゾルの中で、前記mRNAでコードされた前記タンパク質の細胞内発現をもたらす、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目33)
前記mRNAの細胞内送達が、前記mRNAでコードされた前記タンパク質の細胞内発現、及び発現後前記ニューロンから細胞外への分泌をもたらす、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目34)
前記mRNAが、一種または複数種の修飾されたヌクレオチドを含む、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目35)
一種または複数種の修飾された前記ヌクレオチドが、プソイドウリジン、2-アミノアデノシン、2-チオウリジン、イノシン、ピロロ-ピリミジン、3-メチルアデノシン、5-メチルシチジン、C-5プロピニル-シチジン、C-5プロピニル-ウリジン、2-アミノアデノシン、C5-ブロモウリジン、C5-フルオロウリジン、C5-ヨードウリジン、C5-プロピニル-ウリジン、C5-プロピニル-シチジン、C5-メチルシチジン、2-アミノアデノシン、7-デアザアデノシン、7-デアザグアノシン、8-オキソアデノシン、8-オキソグアノシン、O(6)-メチルグアニン、N-1-メチルプソイドウリジン、及び/または、2-チオシチジンを含む、項目34に記載の方法。
(項目36)
前記mRNAが、無修飾である、項目1~33のいずれか1つに記載の方法。
(項目37)
前記mRNAが、体重1kg当たり約0.01mg~約10mgの範囲の量で送達される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目38)
前記mRNAが、実質的毒性、または免疫応答を引き起こすことがなく送達される、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目39)
前記検体が、前記CNS中の前記mRNAでコードされた前記タンパク質が欠乏している、先行する項目のいずれか1つに記載の方法。
(項目40)
前記中枢神経系(CNS)で、タンパク質の欠乏に関連する、疾患、障害、または異常を治療する方法であって、先行する項目のいずれか1つによる方法を用いて、前記CNSへ欠乏した前記タンパク質をコードするメッセンジャーRNA(mRNA)を送達することを含む、方法。
(項目41)
脊髄性筋萎縮症を治療する方法であって、
前記組成物の投与が、前記脳内及び/または脊髄中のニューロンにおいて、mRNAの細胞内送達をもたらすように、リポソーム内に封入された生存運動ニューロン(SMN)タンパク質をコードしたmRNAを含む組成物を治療する必要のある検体に髄腔内投与することと、
そこにおいて、前記リポソームは、陽イオン性または非陽イオン性脂質、コレステロール系脂質及びPEG-修飾脂質を含む、方法。
(項目42)
前記脳及び/または脊髄中の前記ニューロンが、前記脊髄中の運動ニューロンを含む、項目41に記載の方法。
(項目43)
前記脳及び/または脊髄中の前記ニューロンが、脊髄前角細胞及び背根神経節を含む、項目41または42に記載の方法。
(項目44)
前記コドン最適化mRNAが、配列番号3、配列番号4、配列番号10、または配列番号11を含む、項目41~43のいずれか1つに記載の方法。
(項目45)
前記コドン最適化mRNAが、配列番号3、または配列番号4を含む、項目41~43のいずれか1つに記載の方法。
(項目46)
前記mRNAが、配列番号7の5’UTR配列を含む、項目45に記載の方法。
(項目47)
前記mRNAが、配列番号8、または配列番号9の3’UTR配列を含む、項目45に記載の方法。
(項目48)
一種または複数種の前記非陽イオン性脂質が、スフィンゴミエリンを含む、項目41~47のいずれか1つに記載の方法。
(項目49)
前記リポソームが、
C12-200、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG PEG;
C12-200、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
cKK-E12、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
cKK-E12、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
HGT5001、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
HGT4003、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
DLinKC2DMA、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
ICE、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
DODMA、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;または、
DODMA、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K、
から選択された組合せを含む、項目41~48のいずれか1つに記載の方法。
(項目50)
脊髄性筋萎縮症の治療のための組成物であって、
リポソームリポソーム内に封入された、前記生存運動ニューロン(SMN)タンパク質をコードするmRNAと、そこにおいて、前記コドン最適化mRNAが、配列番号3、配列番号4、配列番号10、または配列番号11を含み、
さらに、そこにおいて、前記リポソームが、陽イオン性または非陽イオン性脂質、コレステロール系脂質、及びPEG-修飾脂質を含む、組成物。
(項目51)
脊髄性筋萎縮症の治療のための組成物であって、
リポソーム内に封入された、前記生存運動ニューロン(SMN)タンパク質をコードするmRNAを含み、そこにおいて、前記リポソームが、式I-c1-aの陽イオン性脂質を含む、組成物であって、
または、薬学的に受容可能なそれらの塩であり、式中、
各R2は、独立に水素またはC1-3のアルキル基であり、
各qは、独立に2~6であり、
各R’は、独立に水素またはC1-3のアルキル基であり、
及び各RLは独立にC8-12のアルキル基である。
(項目52)
前記陽イオン性脂質が、cKK-E12:
である、項目44に記載の方法。
(項目53)
脊髄性筋萎縮症を治療のための組成物であって、
リポソーム内に封入された、前記生存運動ニューロン(SMN)タンパク質をコードするmRNAを含み、そこにおいて、前記リポソームが、
C12-200、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG PEG;
C12-200、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
cKK-E12、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
cKK-E12、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
HGT5001、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
HGT4003、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
DLinKC2DMA、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
ICE、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;
DODMA、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;または、
DODMA、スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K、
から選択された組合せを含む、組成物。
本発明をより容易に理解するために、まず一定の用語を以下で定義する。以下の用語及
び他の用語に関する付加的な定義は、本明細書全体を通して記述されている。
子を有する直鎖の遊離基、または分岐状飽和炭化水素基(「C1-15アルキル」)を指
す。いくつかの実施形態において、アルキル基は1~3の炭素原子(「C1-3アルキル
」)を有する。C1-3のアルキル基の例には、メチル(C1)、エチル(C2)、n-
プロピル(C3)、及びイソプロピル(C3)を含む。いくつかの実施形態において、ア
ルキル基は、8~12の炭素原子(「C8-12アルキル」)を有する。C8-12のア
ルキル基の例には、n-オクチル(C8)、n-ノニル(C9)、n-デシル(C10)
、n-ウンデシル(C11)、n-ドデシル(C12)などを含むが、特に制限されない
。接頭辞「n-」(normal)は、分岐していないアルキル基を指す。例えば、n-
C8アルキルは、(CH2)7CH3を指し、n-C10アルキルは、(CH2)9CH
3などを示す。
は、1つ以上の当該値に適用される場合、記述参照値と類似する値を指す。ある実施形態
では、「およそ」または「約」という用語は、別記しない限り、あるいは本文から明らか
な場合を除き(このような数が、可能な値の100%を超える場合を除く)、記述参照値
の(より大きいかまたはより小さい)いずれかの方向で、25%、20%、19%、18
%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、
7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%またはそれ以下に収まる値の範囲を指す。
は緩和、あるいは検体の状態の改善を意味する。改善は、疾患状態の完全回復または完全
防止を含むが、必要とするわけではない。いくつかの実施形態において、改善は、関連疾
患組織中に欠けている関連タンパク質またはその活性のレベルを増大することを含む。
リペプチド鎖に取り込まれることが可能な任意の化合物及び/または物質を指す。いくつ
かの実施形態において、アミノ酸は一般構造H2N-C(H)(R)-COOHを有する
。いくつかの実施形態において、アミノ酸は自然に存在するアミノ酸である。いくつかの
実施形態において、アミノ酸は合成アミノ酸であり、いくつかの実施形態において、アミ
ノ酸はd-アミノ酸であり、いくつかの実施形態において、アミノ酸はl-アミノ酸であ
る。「標準アミノ酸」は、自然に存在するペプチドによく見られる、任意の20の標準l
-アミノ酸を指す。「非標準アミノ酸」は、それが合成されたか、天然物から得られたか
どうかに関わらず、標準アミノ酸以外の、任意のアミノ酸を指す。本明細書で用いる場合
、「合成アミノ酸」は、化学的に修飾されたアミノ酸を包含し、塩、アミノ酸誘導体(ア
ミドなど)、及び/または置換体を含むが、限定されない。ペプチドのカルボキシ-及び
/またはアミノ-末端アミノ酸を含むアミノ酸は、それらの活性に不利に影響することな
く、ペプチドの半減期を変えることが可能な、他の化学基とのメチル化、アミド化、アセ
チル化、保護基、及び/または、置換によって修飾され得る。アミノ酸は、ジスルフィド
結合に関与してもよい。アミノ酸は、一種または複数種の化学物質(例えば、メチル基、
酢酸基、アセチル基、リン酸基、ホルミル部分、イソプレノイド基、硫酸基、ポリエチレ
ングリコール部分、脂質部分、炭水化物部分、ビオチン部分、など)との会合などを1つ
または翻訳後修飾を含んでもよい。「アミノ酸」という用語は、「アミノ酸残基」と互換
的に用いられ、そして遊離アミノ酸及び/または、ペプチドのアミノ酸残基を指してもよ
い。遊離アミノ酸か、ペプチドの残基を示すのかどうかは、当該用語が用いられる文脈か
ら明らかになるだろう。
。いくつかの実施形態において、「動物」は、発達の任意の段階にある、ヒトを指す。い
くつかの実施形態において、「動物」は、発達の任意の段階にある、ヒトではない動物を
指す。特定の実施形態においては、ヒトではない動物は、哺乳動物(齧歯動物、マウス、
ラット、ウサギ、サル、イヌ、ネコ、ヒツジ、ウシ、霊長類、及び/またはブタなど)で
ある。いくつかの実施形態において、動物は、哺乳動物、鳥類、は虫類、両生類、魚類、
虫類、及び/または蠕虫類を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態におい
て、動物は、遺伝子導入された動物、遺伝子組換え動物、及び/またはクローンでもよい
。
生物学的系において、特に生物体において活性を有する任意の作用物質の特徴を指す。例
えば、生物体に投与された場合、その生物体に及ぼす生物学的作用を有する作用物質は、
生物学的に活性であるとみなされる。タンパク質またはポリペプチドが生物学的に活性で
ある特定の実施形態では、当該タンパク質またはポリペプチドの少なくとも1つの生物学
的活性を共有するそのタンパク質またはポリペプチドの一部分は、概して「生物学的活性
」部分として言及される。
がニューロン中で細胞内送達され、コードされたタンパク質がニューロンの中で発現して
保持する状態と、mRNAがニューロン中で細胞内送達され、コードされたタンパク質が
、CSFなどに発現し分泌され、他のニューロンによって提供される状態を包含する。
す。(1)DNA配列からRNA鋳型の生成(例えば、転写による)、(2)RNA転写
物の処理(スプライシング、エディティング、5’キャップ形成、及び/または、3’キ
ャップ形成など)、(3)ポリペプチドまたはタンパク質へのRNA翻訳、及び/または
(4)ポリペプチドまたはタンパク質の翻訳後の修飾。本願では、「発現」及び「生成」
という用語ならびに文法的に等価であるものは、区別なく用いられる。
ポリペプチドに特有であるか特徴的である、特定のポリペプチドにおいて任意の分離した
部分として定義される。本明細書で用いる場合、当該用語は、全長ポリペプチドの少なく
とも一部の活性を保持する、特定のポリペプチドの任意である分離した部分も示す。好ま
しくは、保持される活性部分は、少なくとも全長ポリペプチドの活性の10%である。よ
り好ましくは、保持される活性部分は、全長ポリペプチドの活性の少なくとも20%、3
0%、40%、50%、60%、70%、80%または90%である。さらにより好まし
くは、保持される活性部分は、全長ポリペプチドの活性の少なくとも95%、96%、9
7%、98%または99%である。最も好ましくは、保持される活性部分は、全長ポリペ
プチドの活性の100%である。本明細書で用いる場合、当該用語は、少なくとも、全長
ポリペプチドで見つかる確立した配列要素を含む、特定のポリペプチドのいかなる部分も
意味する。好ましくは、配列要素は、少なくとも4~5、より好ましくは、全長ポリペプ
チドの少なくとも約10、15、20、25、30、35、40、45、50以上のアミ
ノ酸に及ぶ。
る特性及び/または活性を示す形の生体分子である。
、濃度または活性などの量が、ある期間の最初に測定した値の半分に下がるために必要と
する時間のことである。
る」、「増加する」、または「減少する」という用語、あるいは文法的等価物は、基線測
定値、例えば本明細書中に記載される処置の開始前の同一個体における測定値、または本
明細書中に記載される処置の非存在下で、対照検体(または複数の対照検体)における測
定値と比較した場合の値を示す。「対照検体」は、治療を受けている検体と同じ形の疾患
に苦しめられていて、治療を受けている検体とほぼ同年齢の検体である。
人工の環境において起こる現象を指し、多細胞生物体中というよりは、例えば試験管の中
、または反応器中、細胞培養液中などである。
及びヒト以外の動物などの多細胞生物体中で起こる現象を指す。細胞ベースのシステムと
いう文脈において、当該用語は、生細胞(例えば、in vitroシステムと対照的に
)の中で起こる現象を指すために用いてもよい。
用語は、脊柱管(脊髄周囲の髄腔内空隙)への注射を指す。穿頭孔、大槽、または腰椎穿
刺などを通した、外側脳室注射を含む種々の技法が用いられてもよいが、これらに限定さ
れない。いくつかの実施形態において、本発明による「髄腔内投与」または「髄腔内送達
」は、腰椎部または領域を介した、IT投与または送達、すなわち、腰椎IT投与または
送達を指す。本明細書で用いる場合、「腰部領域」または「腰椎域」という用語は、第三
及び第四腰椎(背中下部)の間の区域、さらに包括的には、脊椎のL2~S1領域を指す
。
は、脳幹及び脊髄を筋繊維へ接続する運動ニューロンを指す。言い換えれば、下位運動ニ
ューロンは上位運動ニューロンから筋肉へ神経衝動をもたらす。概して、下位運動ニュー
ロンの軸索は、エフェクター(筋肉)で終止する。下位運動ニューロンは、「脊髄ニュー
ロン」及び「脊髄前角細胞」を含む。
類のリソソーム中の蓄積物質を減少し得るか、あるいは一種または複数種のリソソーム蓄
積症の症状から救出するか、または改善し得る、任意の酵素を指す。本発明に好適なリソ
ソーム酵素は、野生型または修飾されたリソソーム酵素両方を含み、遺伝子組換え方法及
び合成方法を用いて生成すること、または天然物から精製することが可能である。リソソ
ーム酵素の例は、表2に列挙されている。
ソソーム中で高分子(例えば酵素基質)をペプチド、アミノ酸、単糖、核酸、及び脂肪酸
に分解するために必要な酵素のうちの少なくとも1つにおける欠乏に起因する遺伝性障害
の一群を指す。その結果、リソソーム酵素欠乏症に罹患している個体は、種々の生物組織
(例えば、CNS、肝臓、脾臓、腸、血管壁及びその他の器官)中に物質を蓄積している
。
天然高分子を代謝するために必要な一種または複数種のリソソーム酵素の欠乏に起因する
任意の疾患を指す。概して、これらの疾患では、リソソーム中に未分解分子の蓄積を生じ
て、貯蔵顆粒(貯蔵小胞とも呼ばれる)の数を増大する。これらの疾患及び種々の例は、
以下で詳細に記載される。
NA(mRNA)」は、少なくとも一種のポリペプチドでコードされたポリヌクレオチド
を指す。本明細書で用いられるmRNAは、修飾されたRNA及び無修飾のRNAの両方
を包含する。mRNAは、一種または複数種のコード領域及びノンコーディング領域を含
み得る。mRNAは、天然物から精製されたり、組み換え発現システムを用いて生成され
て任意で精製されたり、化学的に合成されたりされ得る。必要に応じて、例えば、化学的
に合成された分子の場合、mRNAは化学的に修正された、塩基または糖、骨格修飾など
を有する類似体のようなヌクレオシド類似体を含み得る。mRNA配列は、別に指示がな
い限り、5’から3’の方向で存在している。いくつかの実施形態において、mRNAは
天然ヌクレオシド(例えば、アデノシン、グアノシン、シチジン、ウリジン)、ヌクレオ
シド類似体(2-アミノアデノシン、2-チオチミジン、イノシン、ピロロ-ピリミジン
、3-メチルアデノシン、5-メチルシチジン、C-5プロピニル-シチジン、C-5プ
ロピニル-ウリジン、2-アミノアデノシン、C5-ブロモウリジン、C5-フルオロウ
リジン、C5-ヨードウリジン、C5-プロピニル-ウリジン、C5-プロピニル-シチ
ジン、C5-メチルシチジン、2-アミノアデノシン、7-デアザアデノシン、7-デア
ザグアノシン、8-オキソアデノシン、8-オキソグアノシン、O(6)-メチルグアニ
ン、及び2-チオシチジン)、化学修飾塩基、生物学的に修飾された塩基(例えば、メチ
ル化された塩基)、介在塩基、改質糖(例えば、2’-フルオロリボース、リボース、2
’-デオキシリボース、アラビノース及びヘキソース)、及び/または改質リン酸基(例
えば、ホスホロチオネート及び5’-N-ホスホラミダイト結合)も含む。
オチド鎖へ組み込まれ得る、任意の化合物、及び/または物質を指す。いくつかの実施形
態において、核酸は、ホスホジエステル結合を介してポリヌクレオチド鎖へ組み込まれ得
る化合物、及び/または物質である。いくつかの実施形態において、「核酸」は、個体の
核酸残基(例えば、ヌクレオチド、及び/またはヌクレオシド)を指す。いくつかの実施
形態において、「核酸」は、個体の核酸残基を含む、ポリヌクレオチド鎖を指す。いくつ
かの実施形態において、「核酸」は、RNA、ならびに1本鎖及び/または2本鎖DNA
、及び/またはcDNA、を包含する。
上の、診断上の、予防の、装飾上の、及び/または治療上の目的で、提供される組成物を
投与し得る、任意の生物体を指す。典型な患者は、動物(例えば、マウス、ラット、ウサ
ギ、ヒト以外の霊長類、及び/またはヒトなどの哺乳類)を含む。いくつかの実施形態に
おいて、患者はヒトである。ヒトは、出生前、及び出生後の形態を含む。
は、健全な医療判断の範囲内で、過度の毒性、刺激、アレルギー反応、または他の問題、
または合併症がない、ヒト及び動物の生物組織に接する利用に好適で、妥当な利益/危険
の比に相当する、物質を指す。
ば、S.M.Bergeらは、薬学的に受容可能な塩について詳細にJ.Pharmac
eutical Sciences (1977)66:1-19で述べている。本発明
において化合物の薬学的に受容可能な塩は、好適な無機、及び有機酸、ならびに有機塩に
由来するものを含む。薬学的に受容可能で、毒性のない酸付加塩の例は、塩酸、臭化水素
酸、リン酸、硫酸、及び過塩素酸などの無機酸、または、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、
酒石酸、クエン酸、コハク酸もしくはマロン酸などの有機酸、または、イオン交換などの
従来技術において使用する他の方法を用いて形成された、アミノ群の塩である。その他の
薬学的に受容可能な塩は、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギ
ン酸塩、ベンゼンスルホナート、安息香酸塩、硫酸水素塩、ホウ酸塩、酢酸塩、ショウノ
ウ酸塩、カンファースルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグル
コン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン
酸塩、グリセロリン酸塩、グルコン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヨ
ウ化水素塩、2-ヒドロキシ-エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリ
ン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩
、2-ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パ
ルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩、ペルオキソ硫酸塩、3-フェニルプロピオン酸
塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸
塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ウンデカノアート
、吉草酸塩、などを含む。適切な塩基から得た塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
アンモニウム、及びN+(C1-4アルキル)4塩を含む。代表的なアルカリまたはアル
カリ土類金属塩は、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどを
含む。さらに薬学的に受容可能な塩は、適切な場合に、非毒性アンモニウム塩、四級アン
モニウム、及び、例えば、ハロゲン化物、水酸化物、カルボン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、
硝酸塩、スルホン酸塩、及びアリールスルホナート、などの対イオンを用いて形成される
アミンカチオン、を含む。さらに薬学的に受容可能な塩は、例えば、四級アルキルアミノ
基を含む塩を形成するハロゲン化アルキルなどの適切な求電子剤を使用したアミンの四級
化で形成された塩を含む。
意の動物を(例えば、マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ウマ
、または霊長類)を指す。ヒトは、出生前、及び出生後の形態を含む。多くの実施形態に
おいて、検体はヒトである。「検体」は、患者であってもよく、疾病の診断または治療の
ために、医療提供者に見せるヒトを指す。本明細書では、「検体」という用語は、「個体
」または「患者」と区別なく用いられる。検体は、疾患や障害に苦しめられたり、または
影響を受けたりし得るが、疾患や障害の症候を見せる場合も見せない場合もある。
、疾患、障害、及び/または異常の兆候の開始を治療、診断、予防、及び/または遅らせ
るために、疾患、障害、及び/または異常に罹っている、または感染しやすい検体へ投与
するときに、十分な量を指す。治療的有効量は概して、少なくとも1単位用量を含む投薬
計画によって投与される量であることは、当業者によって、理解されるだろう。
同様)という用語は、特定の疾患、障害、及び/または異常(例えば、インフルエンザ)
の1つ以上の症候、特徴、及び/または原因の罹患率を、部分的または完全に緩和する、
改善する、生き返る、抑制する、発生を遅らせる、深刻さを低減する、及び/または、減
らす物質(例えば、提供された組成物)の任意の投与を指す。当該治療は、関連の疾患、
障害、及び/または異常の兆候を示さない検体、及び/または疾患、障害、及び/または
異常の、早期の兆候のみを示す検体に関してもよい。これに代え又はこれに加えて、当該
治療は、関連の疾患、障害、及び/または異常の1つ以上の確証された兆候を示す検体に
関してもよい。いくつかの実施形態において、治療は、関連の疾患、障害、及び/または
異常に罹っていると診断されている検体に関してもよい。いくつかの実施形態において、
治療は、関連の疾患、障害、及び/または異常について発生の恐れが増大していることと
統計的に相関がある、1つ以上の感受性因子を有していると考えられる検体に関しても良
い。
脊髄ニューロン」という用語は、大脳皮質の運動野、もしくは脳幹で生じて、最終共通路
に至るまで運動情報を伝える運動ニューロンを指す同義語として用いられる。概して、上
位運動ニューロンは、目的とする筋肉を刺激する直接の原因ではない任意の運動ニューロ
ンを指す。
詳細な説明
に送達する、方法及び組成物を提供する。特に、本発明は、組成物の投与が、脳内及び/
または脊髄中のニューロンにおいて、mRNAの細胞内送達をもたらすような、リポソー
ム内に封入されたタンパク質をコードしたmRNAを含む組成物を送達する必要のある対
象への髄腔内投与の方法及び組成物を提供する。本発明は、脊髄性筋萎縮症などのCNS
系疾患、障害、または異常の治療に特に有用である。本明細書で用いる場合、「リポソー
ム」という用語は、任意の、層状、多層状、または固形状の、脂質ナノ粒子小胞を指す。
概して、本明細書で用いられるリポソームは、一種または複数種の脂質を混合することで
、または一種または複数種の脂質とポリマーを混合することで、形成され得る。従って、
本明細書で用いられる「リポソーム」という用語は、脂質とポリマー系両方のナノ粒子を
含む。いくつかの実施形態において、本発明に好適なリポソームは、陽イオン性または非
陽イオン性脂質、コレステロール系脂質、及びPEG-修飾脂質を含む。
するものではない。各節は、本発明の任意の態様に適用し得る。この出願において、「ま
たは」は、別記しない限り「及び/または」を意味する。
CNS疾患、障害、または異常に関連するmRNA
は、CNS疾患、障害、または異常に関連する、または関連づけられる、タンパク質をコ
ードするmRNAを送達するのに有用である。本明細書で用いる場合、「CNS疾患、障
害、または異常」は、中枢神経系(すなわち、脳及び/または脊髄)の1つ以上の神経機
能に影響する、疾患、障害、または異常を指す。いくつかの実施形態において、CNS疾
患、障害、または異常は、CNS(すなわち、脳及び/または脊髄)のニューロン中で、
タンパク質の欠乏または機能障害によって引き起こされ得る。
、後天性てんかん性失語、急性散在性脳脊髄炎、多動症候群、アディー瞳孔、アディー症
候群、副腎白質ジストロフィー、失認、アイカルディ症候群、エカルディ‐グティエール
症候群障害、アレキサンダー病、アルパース病、交代性片麻痺、アルツハイマー病、筋萎
縮性側索硬化症(ALS)、無脳症、動脈瘤、アンジェルマン症候群、血管腫症、無酸素
症、抗リン脂質抗体症候群、失語症、失行、クモ膜炎、アーノルド・キアリ奇形、アスペ
ルガー症候群、運動失調、毛細血管拡張性運動失調症、運動失調及び小脳または脊髄小脳
変性症、注意欠陥・多動性障害、自閉症、自律神経機能障害、バース症候群、バッテン病
、ベッカーミオトニー、ベーチェット病、ベル麻痺、ベルナール・ロス症候群、ビンスワ
ンガー病、色素失調症、ブラッドベリ・エグルストン症候群、脊髄性片麻痺、球脊髄性筋
萎縮症、カダシル、カナバン病、灼熱痛、海綿腫、海綿状血管腫、中心性頸髄症候群、脊
髄中心症候群、橋中心髄鞘崩壊症、セラミダーゼ欠損症、小脳変性症、小脳低形成、脳脚
気、脳性巨人症、脳性麻痺、脳眼顔骨症候群(COFS)、コレステロールエステル蓄積
症、舞踏病、舞踏病‐有棘赤血球症、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー(CIDP)
、慢性起立性調節障害、コケイン症候群II型、コッフィン・ラウリー症候群、コルポセ
ファリー、先天性筋無力症、大脳皮質基底核変性症、頭蓋動脈炎、クリー脳炎、クロイツ
フェルト・ヤコブ症候群、クッシング症候群、巨大細胞封入体病、ダンシングアイズ-ダ
ンス足症候群、ダンディー・ウォーカー症候群、ドーソン病、中隔視神経形成異常症、デ
ジェリン-クルンプケ麻痺、歯状核小脳萎縮、歯状核赤核萎縮症、皮膚筋炎、発達統合運
動障害、視神経脊髄炎、びまん性硬化症、乳児重症ミオクロニーてんかん、自律神経障害
、書字障害、読字障害、嚥下障害、行為障害、ミオクロニー性小脳性協働収縮異常症、進
行性小脳性共同運動障害、ファブリー病、ファール病、家族性自律神経異常症、家族性血
管腫、特発性家族性大脳基底核石灰化症、家族性周期性四肢麻痺、家族痙性麻痺、ファー
バー病、線維筋異形成症、フィッシャー症候群、筋緊張低下児候群、フリードライヒ運動
失調症、ゴーシェ病、全身性ガングリオシド症、ゲルストマン症候群、ゲルストマン・シ
ュトロイスラー・シャインカー症候群、巨大軸索ニューロパチー、巨細胞動脈炎、巨大細
胞封入病、グロボイド細胞白質ジストロフィー、舌咽神経痛、糖原病、ギラン・バレー症
候群、ハレルフォルデン・スパッツ病、持続性片側頭痛、交叉性片麻痺、遺伝性痙性対麻
痺、多発神経炎型遺伝性運動失調症、ホームズ・アディー症候群、全前脳症、ヒューズ症
候群、ハンチントン病、水無脳症、水脊髄症、コルチゾン過剰症、免疫介在、脳脊髄炎、
封入体筋炎、色素失調症、小児筋緊張低下、乳児神経軸索ジストロフィー、酸蓄積症、後
頭孔脳脱出、アイザック症候群、ジュベール症候群、カーンズ・セイヤー症候群、ケネデ
ィ病、Kinsbourne症候群、クライン・レビン症候群、クリッペル・フェール症
候群、クリッペル・トレノノーニ症候群(KTS)、クリューバー・ビューシー症候群、
コルサコフ健忘症候群、クラッベ病、クーゲル・ウェランダー病、ランバート・イートン
筋無力症候群、ランドウ・クレフナー症候群、外側大腿皮神経エントラップメント、延髄
外側症候群、リー病、レノックス・ガストー症候群、レッシュ・ナイハン症候群、レヴァ
イン-クリッチュリー症候群、レヴィ小体型認知症、リポイドタンパク症、滑脳症、閉じ
込め症候群、ルー・ゲーリッグ病、ループス神経後遺症、ライム病、マシャド・ジョセフ
病、大頭脳症、メルカーソン・ローゼンタール症候群、メンケス病、知覚異常性大腿痛、
異染性白質ジストロフィー、小頭症、ミラー・フィッシャー症候群、メビウス症候群、多
発性硬化症、筋ジストロフィー、重症筋無力症、ミエリノクラスチックびまん性硬化症、
ナルコレプシー、神経有棘赤血球症、神経線維腫症、神経遮断薬による悪性症候群、神経
サルコイドーシス、ニーマン・ピック病、大田原症候群、オリーブ橋小脳萎縮症、オプソ
クロヌス・ミオクローヌス、オサリバン・マクラウド症候群、パントテン酸キナーゼ関連
神経変性症、傍腫瘍性症候群、感覚異常、パーキンソン病、発作性舞踏アテトーシス、発
作性片側頭痛、パリー・ロンバーグ、ペリツェウス・メルツバッハー病、ペナショッカー
II症候群、脳室周囲白質軟化症、フィタン酸蓄積症、ピック病、梨状筋症候群、多発性
筋炎、ポンペ病、ポストポリオ症候群、原発歯状萎縮症、原発性側索硬化症、原発性進行
性失語症、プリオン病、進行性顔面片側萎縮症、進行性歩行運動失調、進行性多巣性白質
脳症、進行性硬化性ポリオジストロフィー、進行性核上性麻痺、相貌失認、ラムゼイ・ハ
ント症候群I、ラムゼイ・ハント症候群II、ラスムッセン脳炎、レフサム病、レット症
候群、ライ症候群、ライリー・デイ症候群、サンドホフ病、シルダー病、ザイテルベルゲ
ル病、乳児重症ミオクロニーてんかん(SMEI)、シャイ・ドレーガー症候群、シェー
グレン症候群、痙性、二分脊椎、脊髄性筋萎縮症、脊髄小脳萎縮症、脊髄小脳変性症、ス
ティール・リチャードソン・オルゼウスキー症候群、線条体黒質変性症、スタージ・ウェ
ーバー症候群、遅発性ジスキネジア、テイ・サックス病、胸郭出口症候群、甲状腺中毒ミ
オパチー、疼痛性チック、トッド麻痺、三叉神経痛、熱帯性痙性不全対麻痺症、トロイヤ
ー症候群、フォン・エコーノモ病、フォンヒッペル・リンダウ病(VHL)、フォンレッ
クリングハウゼン病、ワーレンベルグ症候群、ウェルドニッヒ・ホフマン病、ウェルニッ
ケ-コルサコフ症候群、ウェスト症候群、ウィップル病、ウィリアムス症候群、ウィルソ
ン病、ウォルマン病、X連鎖性球脊髄性筋萎縮症及びツェルヴェーガー症候群を含むが、
限定されない。
運動ニューロン疾患
以上の機能に影響する、疾患、障害、または異常であり、運動ニューロン疾患ともいう。
いくつかの実施形態において、運動ニューロン疾患は、CNS(すなわち、脳及び/また
は脊髄)の運動ニューロン中で、タンパク質の欠乏または機能障害によって引き起こされ
得る。本明細書で用いる場合、「運動ニューロン」という用語は、随意筋の活性を制御す
るそれらのニューロンを指す。概して、運動ニューロンは、上位運動ニューロン及び下位
運動ニューロンを含む。本明細書で用いる場合、「上位運動ニューロン」は、大脳皮質の
運動野、または脳幹で生じて、そして最終共通路に至るまで、運動情報を伝える、運動ニ
ューロンを指す。上位運動ニューロンは、「皮質脊髄ニューロン」ともいう。概して、上
位運動ニューロンは、目的とする筋肉を刺激する直接の原因ではない、任意の運動ニュー
ロンを指す。本明細書で用いる場合、「下位運動ニューロン」という用語は、脳幹及び脊
髄を筋繊維へ接続する運動ニューロンを指す。言い換えれば、下位運動ニューロンは上位
運動ニューロンから筋肉へ神経衝動をもたらす。概して、下位運動ニューロンの軸索は、
エフェクター(筋肉)で終止する。下位運動ニューロンは、「脊髄ニューロン」及び「脊
髄前角細胞」を含む。
発性側索硬化症(PLS)、偽性球麻痺、遺伝性痙性対麻痺、進行性筋萎縮症(PMA)
、進行性球麻痺(PBP)、遠位遺伝性運動ニューロパチー、及び脊髄性筋萎縮症を含む
が、特に限定されない。
症の一形態である。脊髄性筋萎縮症の一群は、下位運動ニューロンの退化で特徴付けられ
る、珍しい消耗性疾患の遺伝子的に及び臨床的に不均一な群である。脊髄の脊髄前角とし
ても知られる、下位運動ニューロン内の細胞の退化は、体内にある種々の筋肉群の萎縮及
び過度の消耗をもたらす、運動機能の低下を引き起こす。当該一群を含む疾病は、基部、
末端、常染色体劣性基部及び局部的脊髄性筋萎縮症へ分けることができる。しかし、タン
パク質欠乏は種々の形態の脊髄性筋萎縮症において主要な原因であることを考慮し、各疾
病の要素は、通常、異常に関連する遺伝子により分類される。下の表1に、脊髄性筋萎縮
症の主要な6つの群を記載する。
CNS構成成分に関する疾患
る疾患である。概して、CNS構成成分に関する疾患は、体内の、CNSと末梢組織の両
方を含み、一種または複数種の生物組織、1つまたは複数のCNSの病因及び/または症
状が生じる、タンパク質欠乏によって起こる。例えば、いくつかの実施形態において、タ
ンパク質欠乏は、細胞内及び/または細胞外構成成分、例えば、グルコサミノグリカン(
GAG)、脂質、斑(すなわち、β-アミロイド)、またはタンパク質などの、過度の蓄
積という結果になり得る。従って、いくつかの実施形態において、CNS構成成分に関す
る疾患は、リソソーム酵素の欠乏によって起こるリソソーム蓄積症であり、これによりC
NSと末梢組織の両方の中でグルコサミノグリカン(GAG)の過度の蓄積が生じるもの
である。
は、アスパルチルグルコサミン尿症、コレステロールエステル蓄積症、ウォルマン病、シ
スチン症、ダノン病、ファブリー病、ファーバー脂肪肉芽腫症、ファーバー病、フコース
蓄積症、ガラクトシアリドーシスI型/II型、ゴーシェ病I型/II型/III型、グ
ロボイド細胞白質ジストロフィー、クラッベ病、糖原病II、ポンペ病、GM1ガングリ
オシドーシスタイプI型/II型/III型、GM2ガングリオシドーシスI型、テイ・
サックス病、GM2ガングリオシドーシスII型、サンドホフ病、GM2ガングリオシド
ーシス、α-マンノース蓄積症I型/II型、β-マンノース蓄積症、異染性白質ジスト
ロフィー、ムコリピドーシスI型、シアリドーシスI型/II型、ムコリピドーシスII
型/III型、I細胞病、ムコリピドーシスIIIC型偽ハーラー多発性ジストロフィー
、ムコ多糖症I型、ムコ多糖症II型、ムコ多糖症IIIA型、サンフィリッポ症候群、
ムコ多糖症IIIB型、ムコ多糖症タイプIIIC、ムコ多糖症はIIID、ムコ多糖症
IVA型、モルキオ症候群、ムコ多糖症タイプIVB、ムコ多糖症VI型、ムコ多糖症V
II型、スライ症候群、ムコ多糖症のIX型、マルチプルサルファターゼ欠損症、神経セ
ロイドリポフスチン症、CLN1バッテン病、CLN2バッテン病、ニーマン・ピック病
A型/B型、ニーマン・ピック病C1型、ニーマン・ピック病C2型、濃化異骨症、シン
ドラー病I型/II型、ゴーシェ病、及びシアル酸蓄積症を含むが、これらに限定されな
い。
er et al.,eds.,The Metabolic and Molecul
ar Basis of Inherited Disease,7.sup.th E
d.,Vol.II,McGraw Hill,(1995)に詳述されている。従って
、上の疾患における酵素欠損は当業者に知られており、そのいくつかを下の表2に例示す
る。
障害、または異常において、欠損しているタンパク質をコードしたmRNAを送達するた
めに用いられてもよい。いくつかの実施形態において、本発明は、運動ニューロン疾患、
例えば表1に示す運動ニューロン疾患において、欠損しているタンパク質をコードしたm
RNAを送達するために用いられてもよい。特定の実施形態において、本発明は、脊髄性
筋萎縮症(SMA)、例えば、以下に詳細に記載されているSMN1において欠損してい
るタンパク質をコードしたmRNAを送達するために用いられてもよい。いくつかの実施
形態において、本発明は、CNS構成成分でリソソーム蓄積症において、欠損しているリ
ソソーム酵素をコードしたmRNAを送達するために用いられてもよい。いくつかの実施
形態において、本発明は、表2から選択されたリソソーム酵素をコードしたmRNAを送
達するために用いられてもよい。いくつかの実施形態において、本発明において好適なm
RNAは、野生型または自然に存在する、アミノ酸配列をコードしてもよい。いくつかの
実施形態において、本発明において好適なmRNAは、野生型または自然に存在する、ア
ミノ酸配列であってもよい。いくつかの実施形態において、本発明において好適なmRN
Aは、コドン最適化された配列であってもよい。いくつかの実施形態において、本発明に
おいて好適なmRNAは、実質的ホモロジーを有するアミノ酸配列をコードし、または野
生型または自然に存在する、アミノ酸タンパク質配列(例えば、野生型または自然に存在
するアミノ酸配列と、少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、8
0%、85%、90%、95%、98%、一致する配列を有する)を同定し得る。
生存運動ニューロン
萎縮症(SMA)の治療のために、CNSへ生存運動ニューロンタンパク質をコードした
mRNAを送達するために用いられる。
もでき、または、脊髄性筋萎縮症に関連する、1つ以上の表現型もしくは症状を救出する
こともできる、任意のSMNタンパク質の全長、断片、または一部をコードする。ヒト生
存運動ニューロン-1(hSMN-1)のmRNA配列、及び典型的な野生型または自然
に存在するhSMN-1タンパク質の対応するアミノ酸配列を、表3に示す。
N-1 mRNA配列(配列番号1)である。いくつかの実施形態において、好適なmR
NAは、(配列番号3)で表される、コドン最適化されたhSMN-1 mRNA配列で
あってもよい。
AUGGCCAUGAGCAGCGGAGGCAGCGGCGGAGGAGUGCCC
GAGCAGGAGGACAGCGUGCUGUUCAGGAGAGGCACCGGCC
AGAGCGAUGACAGCGAUAUCUGGGACGAUACCGCUCUGAU
CAAGGCCUACGACAAGGCCGUGGCCAGCUUCAAGCACGCC
CUGAAAAACGGCGACAUCUGCGAGACCAGCGGCAAGCCCA
AGACAACCCCCAAGAGAAAGCCCGCCAAGAAGAAUAAGAG
CCAGAAAAAGAACACCGCCGCCAGCCUGCAGCAGUGGAAG
GUGGGCGACAAGUGCAGCGCCAUCUGGAGCGAGGACGGCU
GCAUCUACCCCGCCACCAUCGCCAGCAUCGACUUCAAGAG
AGAGACCUGCGUGGUCGUGUACACCGGCUACGGCAACAGA
GAGGAGCAGAACCUGAGCGACCUGCUGAGCCCCAUUUGUG
AGGUGGCCAAUAACAUCGAACAGAACGCCCAGGAGAACGA
GAAUGAAAGCCAGGUGAGCACCGACGAGAGCGAGAACAGC
AGAUCUCCUGGCAACAAGAGCGACAACAUCAAGCCUAAGU
CUGCCCCUUGGAACAGCUUCCUGCCCCCUCCUCCACCCAU
GCCCGGACCCAGACUGGGACCCGGAAAACCUGGCCUGAAG
UUCAACGGACCACCUCCCCCUCCACCUCCUCCCCCACCUC
AUCUCCUGAGCUGCUGGCUGCCACCCUUCCCCAGCGGACC
CCCUAUCAUCCCACCACCCCCUCCCAUCUGCCCCGACAGC
CUGGACGACGCCGAUGCCCUGGGCAGCAUGCUGAUCAGCU
GGUACAUGAGCGGCUACCACACAGGAUACUACAUGGGCUU
CAGACAGAACCAGAAGGAGGGCAGAUGCUCCCACUCCCUG
AACUGA
、コドン最適化されたhSMN-1 mRNA配列であり得る。
AUGGCCAUGAGCAGCGGAGGAAGCGGAGGAGGAGUGCCA
GAACAGGAAGAUAGCGUGCUGUUUCGCCGGGGCACCGGAC
AAUCGGACGACAGCGAUAUUUGGGACGACACUGCGCUCAU
CAAGGCCUACGACAAGGCGGUGGCUUCGUUCAAGCACGCU
CUGAAGAACGGGGAUAUCUGUGAAACCAGCGGUAAACCAA
AAACUACGCCGAAAAGGAAACCCGCCAAAAAGAACAAGUC
ACAGAAGAAGAAUACCGCUGCGAGCUUGCAGCAGUGGAAG
GUGGGCGACAAGUGCUCCGCGAUUUGGUCGGAAGAUGGUU
GCAUCUACCCGGCAACCAUCGCCUCCAUCGACUUUAAGCG
GGAGACUUGCGUCGUGGUCUACACCGGAUACGGCAAUAGA
GAGGAACAGAAUCUGUCAGACCUUCUGUCGCCAAUCUGCG
AGGUCGCCAACAAUAUCGAACAAAACGCCCAAGAGAACGA
GAAUGAGUCCCAAGUGUCCACGGACGAAUCGGAAAACUCA
CGGUCCCCUGGGAACAAGUCAGAUAACAUCAAGCCUAAAU
CGGCACCAUGGAACUCCUUCCUGCCGCCUCCGCCUCCGAU
GCCGGGCCCGCGCCUGGGACCGGGUAAACCCGGGCUCAAG
UUCAAUGGACCGCCACCCCCACCCCCGCCACCGCCGCCCC
ACCUCCUCUCGUGCUGGCUGCCGCCGUUCCCUUCCGGACC
GCCUAUCAUUCCGCCACCUCCACCUAUCUGCCCAGACAGC
CUGGAUGAUGCCGACGCAUUGGGCUCCAUGCUCAUCUCAU
GGUACAUGUCGGGAUACCAUACUGGGUAUUACAUGGGCUU
CAGACAGAACCAGAAGGAAGGACGCUGUUCCCAUAGCCUG
AACUAG
N-2)タンパク質の、全長、断片、または一部をコードする。hSMN-2及び、典型
的な野生型または自然に存在するhSMN-2タンパク質のアミノ酸配列に対応する、m
RNA配列を表4に示す。
N-2 mRNA配列(配列番号5)である。いくつかの実施形態において、好適なmR
NAは、コドン最適化されたhSMN-1 mRNA配列であり得る。
たはヒトSMN-2(配列番号6)の相同物または類似体をコードしたmRNA配列であ
り得る。例えば、ヒトSMN-1もしくはSMN-2、タンパク質の相同物または類似体
は、重要なSMN-1またはSMN-2タンパク質の活性を保持して、野生型または自然
に存在するヒトSMN-1タンパク質(例えば配列番号2)、またはヒトSMN-2タン
パク質(例えば配列番号6)と比較すると、1種又は複数種のアミノ酸の置換、欠損及び
/または挿入を含む、修飾されたヒトSMN-1もしくはSMN-2、タンパク質であっ
てもよい。いくつかの実施形態において、本発明において好適なmRNAは、配列番号2
もしくは配列番号6と少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、8
0%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、9
8%、99%、またはそれ以上に相同な、アミノ酸配列をコードする。いくつかの実施形
態において、本発明において好適なmRNAは、ヒトSMN-1タンパク質(配列番号2
)または、ヒトSMN-2タンパク質(配列番号6)と、実質的に同一のタンパク質をコ
ードする。いくつかの実施形態において、本発明において好適なmRNAは、配列番号2
または配列番号6と少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80
%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98
%、99%、またはそれ以上一致したアミノ酸配列をコードする。いくつかの実施形態に
おいて、本発明において好適なmRNAは、ヒトSMN-1タンパク質またはヒトSMN
-2タンパク質の断片または一部をコードし、そこにおいて、当該タンパク質の断片また
は一部は、当該それぞれの野生型タンパク質の活性と同様である、SMN-1またはSM
N-2の活性を保持したままである。いくつかの実施形態において、本発明において好適
なmRNAは、配列番号1、配列番号3、配列番号4または配列番号5に、少なくとも、
50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、
92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれ以上同
一のヌクレオチド配列を含む。
イソフォームを生成する。例えば、5つの既知であるhSMN-1スプライスアイソフォ
ームである、hSMN-1アイソフォームb、c、e、f、及びgがある。ヒトSMN-
2遺伝子も、選択的プロセシング及び転写修飾を経て、選択的スプライスアイソフォーム
を生成する。4つの既知であるhSMN-2スプライスアイソフォームである、hSMN
-2アイソフォームa、b、c、及びdが存在する。いくつかの実施形態において、本発
明はhSMN-1アイソフォーム(例えばアイソフォームb、c、e、f、またはg)を
コードするmRNAを送達するために用いられる。いくつかの実施形態において、本発明
はhSMN-2アイソフォーム(例えばアイソフォームa、b、c、またはd)をコード
するmRNAを送達するために用いられる。hSMN-1及びhSMN-2のアイソフォ
ームのヌクレオチド及びアミノ酸配列は、当技術分野で既知である。従って、いくつかの
実施形態において、本発明は、hSMN-1アイソフォーム、またはhSMN-2タンパ
ク質、またはそれらのアイソフォームをコードしたmRNAを送達するために用いられ得
る。いくつかの実施形態において、本発明において好適なmRNAは、野生型または自然
に存在する、hSMN-1またはhSMN-2アイソフォーム配列であってもよい。いく
つかの実施形態において、本発明において好適なmRNAは、コドン最適化された、hS
MN-1またはhSMN-2アイソフォーム配列であってもよい。いくつかの実施形態に
おいて、本発明において好適なmRNAは、実質的ホモロジーを有するアミノ酸配列をコ
ードし、または野生型または自然に存在する、hSMN-1またはhSMN-2アイソフ
ォーム配列(例えば、野生型または自然に存在するhSMN-1またはhSMN-2アイ
ソフォーム配列と、少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80
%、85%、90%、95%、98%の配列相同性を有する)を同定し得る。
mRNAの合成
本発明によるmRNAは、in vitro転写反応(IVT)によって、合成され得る
。簡潔に言えば、IVTは、概して、プロモーター、リボヌクレオチド三リン酸のプール
、DTT及びマグネシウムイオンを含みうるバッファーシステム、ならびに適切なRNA
ポリメラーゼ(例えば、T3、T7、またはSP6RNAポリメラーゼ)、デオキシリボ
ヌクレアーゼI、ピロホスファターゼ、及び/またはリボヌクレアーゼインヒビターを含
む、線状または環状DNAテンプレートを用いて行われる。正確な条件は、具体的な用途
により変わるであろう。
トは、in vitroで転写される。好適なDNAテンプレートは、概して、所望のm
RNA及び終結シグナルに適した所望のヌクレオチド配列に続く、in vitro転写
のための、例えば、T3、T7、またはSP6プロモーターのようなプロモーターを有す
る。
され、組み込まれる。例えば、所望のアミノ酸配列(例えば酵素配列)から開始し、実質
上の逆転写が、変質した遺伝情報に基づき実行される。最適化されたアルゴリズムが、好
適なコドンの選択のために用いられ得る。概して、G/C含量は、一方では、最良のG/
C含量を達成するために最適化され得るが、その他方で、コドン使用頻度に応じたtRN
Aの頻度を最大限考慮に入れている。最適化されたRNA配列は、例えば、適切な表示装
置の助けによって、そして本来の(野生型)配列と比較されながら、確証され、かつ発現
され得る。二次構造についてもまた、RNAの、安定化する及び不安定化する特性、また
はそれぞれの領域を確かめながら分析され得る。
修飾されたmRNA
Aとして合成され得る。概して、mRNAは安定性を強化するために、修飾される。mR
NAの修飾は、例えばRNAのヌクレオチドの修飾を含み得る。従って、本発明により修
飾されたmRNAは、例えば、骨格修飾、糖修飾、または塩基修飾を含み得る。いくつか
の実施形態において、mRNAは、プリン(アデニン(A)、グアニン(G))、もしく
はピリミジン(チミン(T)、シトシン(C)、ウラシル(U))、を含むが限定されな
い天然に存在するヌクレオチド及び/またはヌクレオチド類似体(修飾されたヌクレオチ
ド)から、1-メチル-アデニン、2-メチル-アデニン、2-メチルチオ-N-6-イ
ソペンテニルアデニン、N6-メチルアデニン、N6イソペンテニルアデニン、2-チオ
-シトシン、3-メチルシトシン、4-アセチルシトシン、5-メチルシトシン、2,6
-ジアミノプリン、1-メチルグアニン、2-メチルグアニン、2,2-ジメチルグアニ
ン、7-メチルグアニン、イノシン、1-メチルイノシン、シュードウラシル(5-ウラ
シル)、ジヒドロウラシル、2チオ-ウラシル、4-チオ-ウラシル、5-カルボキシメ
チルアミノメチル-2-チオ-ウラシル、5-(カルボキシヒドロキシメチル)-ウラシ
ル、5-フルオロ-ウラシル、5-ブロモウラシル、5-カルボキシメチルアミノメチル
-ウラシル、5-メチル-2-チオ-ウラシル、5-メチルウラシル、N-ウラシル-5
-オキシ酢酸メチルエステル、5-メチルアミノメチル-ウラシル、5-メトキシアミノ
メチル-2-チオ-ウラシル、5’-メトキシカルボニルメチルウラシル、5-メトキシ
-ウラシル、ウラシル-5-オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル-5-オキシ酢酸(V
)、1-メチルシュードウラシル、キューオシン、β-D-マンノシル-キューオシン、
ワイブトキソシン、及びホスホロアミド酸、ホスホロチオエート、ペプチドヌクレオチド
、メチルホスホン酸、7-デアザグアノシン、5-メチルシトシン及びイノシンなどの、
プリン及びピリミジンの修飾されたヌクレオチド類似体または誘導体として合成され得る
が、これらに限定されない。当該類似体の調製は、例えば、US4,373,071、U
S4,401,796、US4,415,732、US4,458,066、US4,5
00,707、US4,668,777、US4,973,679、US5,047,5
24、US5,132,418、US5,153,319、US5,262,530、及
びUS5,700,642などが当業者には知られており、これらの開示は、その全体が
参照として組み込まれる。
修飾とは、RNAに含まれるヌクレオチドのリン酸塩骨格が化学的に修飾される、修飾で
ある。典型的な骨格修飾は、概して、メチルホスホン酸、メチルホスホロアミド酸、ホス
ホロアミド酸、ホスホロチオエート(例えば、シチジン5’-O-(1-チオホスフェー
ト))、ボラノリン酸、正に荷電したグアニジウム基からなる群からの修飾を含むが、限
定されず、これは他のアニオン性、カチオン性、または中性の基によって、ホスホジエス
テル結合を入れ替えることを意味する。
’-デオキシ-2’-フルオロオリゴリボヌクレオチド(2’-フルオロ-2’-デオキ
シシチジン5’-三リン酸、2’-フルオロ-2’-デオキシウリジン5’-三リン酸)
、2’-デオキシ-2’-デアミン-オリゴリボヌクレオチド(2’-アミノ-2’-デ
オキシシチジン5’-三リン酸、2’-アミノ-2’-デオキシウリジン5’-三リン酸
)、2’-O-アルキルオリゴリボヌクレオチド、2’-デオキシ-2’-C-アルキル
オリゴリボヌクレオチド(2’-O-メチルシチジン-5’-三リン酸、2’-メチルウ
リジン5’-三リン酸)、2’-C-アルキルオリゴリボヌクレオチド、及びそれら(2
’-アラシチジン5’-三リン酸、2’-アラウリジン5’-トリホスフェート)、また
はアジド三リン酸(2’-アジド-2’-デオキシシチジン5’-三リン酸、2’-アジ
ド-2’-デオキシウリジン5’-三リン酸)の異性体、からなる群から選択される糖修
飾を含む、ヌクレオチドの糖の化学修飾であるが、限定されない。
得る。塩基修飾を含む修飾されたヌクレオチドは、塩基修飾ヌクレオチドとも言われる。
当該塩基修飾ヌクレオチドは、2-アミノ-6-クロロプリンリボシド5’-三リン酸、
2-アミノアデノシン5’-三リン酸、2-チオシチジン5’-三リン酸、2チオウリジ
ン-5’-三リン酸、4-チオウリジン-5’-三リン酸、5-アミノアリルシチジン5
’-三リン酸、5-アミノアリルウリジン5’-三リン酸、5ブロモシチジン5’-三リ
ン酸、5ブロモウリジン5’-三リン酸、5-ヨードシチジン5’-三リン酸、5ヨード
ウリジン5’-三リン酸、5-メチルシチジン-5’-三リン酸、5-メチルウリジン5
’-三リン酸、6-アザシチジン-5’-三リン酸、6-アザウリジン5’-三リン酸、
6-クロロプリンリボシド5’-三リン酸、7-デアザアデノシン5’-三リン酸、7-
デアザグアノシン5’-三リン酸、8-アザアデノシン5’-三リン酸、8-アジドアデ
ノシン5’-三リン酸、ベンズイミダゾールリボシド5’-三リン酸、N1-メチルアデ
ノシン5’-三リン酸、N1メチルグアノシン5’-三リン酸、N6メチルアデノシン5
’-三リン酸、O6メチルグアノシン5’-三リン酸、プソイドウリジン5’-三リン酸
、ピューロマイシン5’-三リン酸またはキサントシン5’-三リン酸、を含むが、限定
されない。
テール」を付加することを含む。キャップの存在は、ほとんどの真核細胞で見られるヌク
レアーゼに耐性を付与するために重要である。「テール」の存在は、mRNAをエキソヌ
クレアーゼ分解から保護するために役立つ。
キャップ構造
ップは以下のように付加される。始めに、RNA末端のリン酸塩が、5’ヌクレオチドか
ら、1つの末端リン酸塩基を取り除き、2つの末端リン酸塩を脱離する。そして、グアニ
リルトランスフェラーゼによって、グアノシン三リン酸(GTP)を末端リン酸塩へ加え
、5’5’5三リン酸結合を生成する。そして、次いでグアニンの7-窒素は、メチルト
ランスフェラーゼによりメチル化される。キャップ構造の例は、m7G(5’)ppp(
5’)A,G(5’)ppp(5’)A、及びG(5’)ppp(5’)Gを含むが、こ
れに限定されない。
ドの5’末端へ結合し、m7G(5’)ppp(5’)Nのジヌクレオチドキャップを得
る、7-メチルグアノシンを含み、このNは任意のヌクレオチドである。In vivo
では、キャップは酵素として付加される。キャップは、核の中に付加され、そして酵素で
あるグアニリルトランスフェラーゼによって、触媒される。RNAの5’末端へのキャッ
プの付加が、転写の開始直後に起こる。末端ヌクレオシドは、概してグアノシンであり、
他の全てのヌクレオチド、すなわち、G(5’)ppp(5’)GpNpNpとは逆向き
である。
ppp(5’)Gであり、これは5’末端にキャップ構造を有するRNAを得るための、
T7またはSP6RNAポリメラーゼによるin vitro転写においてジヌクレオチ
ドキャップとして利用される。キャッピングされたmRNAのin vitro合成の一
般的な方法は、転写のイニシエーターとして、m7G(5’)ppp(5’)G(m7G
pppG)の形態をもつ、前もって形成したジヌクレオチドを用いる。
形態は、アンチリバースキャップアナログ(「ARCA」)または、修飾されたARCA
で、これは一般に2’または3’のOH基が、OCH3に替わった、修飾されるキャップ
類似体である。
ル化キャップ類似体(例えば、GpppG);ジメチル化キャップ類似体(例えば、m2
,7GpppG);トリメチル化キャップ類似体(例えば、m2,2,7GpppG)、
ジメチル化シンメトリカルキャップ類似体(例えば、m7Gpppm7G)、またはアン
チリバースキャップ類似体(例えば、ARCA;m7,2’OmeGpppG、m72’
dGpppG、m7,3’OmeGpppG、m7,3’dGpppG、及びそれらの四
リン酸誘導体)から成る群から選択される化学構造を含むが、限定されない。(例えば、
Jemielity, J. et al., “Novel ‘anti-revers
e’ cap analogs with superior translation
al properties”,RNA、9:1108-1122(2003)を参照の
こと)。
されたヌクレオチドの5’末端へ結合し、m7G(5’)ppp(5’)Nを得る、7-
メチルグアニル酸(「m7G」)であり、このとき、Nは任意のヌクレオチドである。本
発明の実施例において利用した、m7Gキャップの好ましい実施形態はm7G(5’)p
pp(5’)Gである。
塩基1及び2へ付属するリボースの2’-O-メチル残渣が欠損している。いくつかの実
施形態において、キャップは、キャップ1構造である。キャップ1構造は、塩基2に、2
’-O-メチル残渣を有している。いくつかの実施形態において、キャップはキャップ2
構造である。キャップ2構造は、塩基2と塩基3の両方に付属する、2’-O-メチル残
渣を有している。
る。それらは、上に記載したm7GpppGを含み、ARCA3’-OCH3及び2’-
OCH3キャップ類似体も同様である(Jemielity,J.et al.,RNA
,9:1108-1122(2003))。本発明の実施形態において用いる付加的なキ
ャップ類似体は、N7-ベンジル化ジヌクレオシド四リン酸類似体(Grudzien,
E.et al.,RNA,10:1479-1487(2004)に記載)、ホスホロ
チオネートキャップ類似体(Grudzien-Nogalska,E.,et al.
,RNA,13:1745-1755(2007)に記載)、US8,093,367及
びUS8,304,529に記載されるテールキャップ類似体(ビオチン化キャップ類似
体を含む)を含み、ここに参照として組み込まれる。
テール構造
立つ。ポリAテールは、天然メッセンジャー及び合成の、センスRNAを安定化すると考
えられる。それゆえ、一定の実施形態においては、長いポリAテールはmRNA分子へ加
えられて、そうしてRNAをより安定させることが可能である。ポリAテールは、種々の
当該技術分野において承認されている技術を用いて加えられ得る。例えば、長いポリAテ
ールは、ポリAポリメラーゼを用いて、合成した、またはin vitroで転写された
、RNAへ加えられ得る(Yokoe,et al.Nature Biotechno
logy.1996;14:1252-1256)。転写ベクターも、長いポリAテール
をコードすることができる。さらに、ポリAテールは、PCR生成物から直接転写するこ
とで、加えることもできる。ポリAもまた、RNAリガーゼでセンスRNAの3’端へ結
合され得る(Molecular Cloning A Laboratory Man
ual,2nd Ed.,ed.by Sambrook,Fritsch and M
aniatis(Cold Spring Harbor Laboratory Pr
ess:1991 edition)などを参照のこと)。
ポリAテールの長さは、少なくとも約10、50、100、200、300、400、ま
たは500のヌクレオチドであり得る。いくつかの実施形態において、概して、mRNA
の3’端のポリAテールは、約10~300のアデノシンヌクレオチド(例えば約10~
200のアデノシンヌクレオチド、約10~150のアデノシンヌクレオチド、約10~
100のアデノシンヌクレオチド、約20~70のアデノシンヌクレオチド、または約2
0~60のアデノシンヌクレオチド)を含む。いくつかの実施形態において、mRNAは
3’ポリ(C)テール構造を含む。概して、mRNAの3’端のポリCテールは、約10
~200のシトシンヌクレオチド(例えば、約10~150のシトシンヌクレオチド、約
10~100のシトシンヌクレオチド、約20~70のシトシンヌクレオチド、約20~
60のシトシンヌクレオチド、または約10~40のシトシンヌクレオチド)を含む。ポ
リCテールは、ポリAテールへ加えられてもよく、またはポリAテールを置換してもよい
。
mRNA分子の安定性、及び、つまりタンパク質の転写を制御するように調節される。例
えば、ポリAテールの長さは、センスmRNA分子の半減期に影響し得るので、ポリAテ
ールの長さは、ヌクレアーゼに対するmRNAの耐性水準を変更するために調節すること
も可能であり、標的細胞内で、ポリヌクレオチドの発現、及び/またはポリペプチドの生
成の経過時間を制御することも可能である。
5’及び3’の非翻訳領域
いくつかの実施形態において、5’非翻訳領域は、mRNAの安定性または翻訳、例えば
鉄反応エレメントなどに影響する、1つ以上のエレメントを含む。いくつかの実施形態に
おいて、5’非翻訳領域は、長さが約50~500の間のヌクレオチドであってもよい。
細胞内におけるmRNAの位置安定性に影響するタンパク質の結合部位、または1つ以上
のマイクロRNA用の結合部位を含む。いくつかの実施形態において、3’非翻訳領域は
、長さが約50~500の間、またはそれ以上のヌクレオチドであってもよい。
、GAPDH、チューブリン、ヒストン、またはクエン酸回路酵素)mRNA分子から得
ることが可能であり、センスmRNA分子の安定性を増加する。例えば、5’UTR配列
は、CMV前初期1(IE1)遺伝子の部分配列、またはそれらの断片を含んでもよく、
ヌクレアーゼ耐性の改善、及び/または、ポリヌクレオチドの半減期の改善をする。また
、ヒト成長ホルモン(hGH)またはそれらの断片を、ポリヌクレオチド(例えばmRN
A)の、3’端または非翻訳領域へコードする配列の包含も意図され、さらにポリヌクレ
オチドを安定化させる。一般に、これらの修飾は、これらの無修飾である同等物と比較し
て、ポリヌクレオチドの安定性及び/または薬物動態的特性(例えば、半減期)を改善し
、そして例えば、in vivoヌクレアーゼ分解に対する当該ポリヌクレオチドの耐性
を改善するために行われる修飾も含む。
送達担体
たは送達担体によって、CNSへ送達され得る。本明細書で用いる場合、「送達担体」、
「転写担体」、「ナノ粒子」、または文法的に等価である、用語は、区別なく用いられる
。
つかの実施形態において、mRNAは、それぞれ異なる組成物である、一種または複数種
の送達担体を介して、送達され得る。種々の実施形態によると、好適な送達担体は、ポリ
エチレンイミン(PEI)、脂質ナノ粒子及びリポソーム、ナノリポソーム、セラミド含
有ナノリポソーム、プロテオリポソーム、天然及び合成的に誘導されたエキソソーム、天
然、合成、及び半合成の層状体、ナノ微粒子、カルシウムケイ酸塩蛍光体ナノ粒子、リン
酸カルシウムナノ粒子、二酸化ケイ素ナノ粒子、ナノ結晶性微粒子、半導体ナノ粒子、ポ
リ(D-アルギニン)、ゾル-ゲル、ナノデンドリマー、デンプン系送達システム、ミセ
ル、エマルジョン、ニオソーム、マルチドメインブロックポリマー(ビニルポリマー、ポ
リプロピルアクリル酸ポリマー、動的ポリ抱合体)、乾燥粉末製剤、プラスミド、ウイル
ス、リン酸カルシウムヌクレオチド、アプタマー、ペプチド及び、そのほかのベクトルタ
グなどのポリマー系キャリアを含むが、限定されない。
リポソーム送達担体
ム送達担体である。本明細書で用いる場合、脂質ナノ粒子などのリポソーム送達担体は、
通常、一種または複数種の2分子膜によって外側の培地から隔離された内側の水のある部
分を有する、極微の小胞として特徴づけられる。リポソームの2分子膜は、概して、空間
的に分離された、親水性及び疎水性の部位を含む、合成のまたは天然由来の脂質などの両
親媒性分子によって形成される(Lasic,Trends Biotechnol.,
16:307-321,1998)。概して、本発明において好適なリポソーム送達担体
(例えば、脂質ナノ粒子またはリポソーム)は、一種または複数種の異なる脂質及び/ま
たはポリマーを組み合わせることで、形成される。いくつかの実施形態において、リポソ
ーム送達担体(例えば脂質ナノ粒子または、リポソーム)は、一種または複数種の陽イオ
ン性脂質、一種または複数種の非陽イオン性/ヘルパー脂質、一種または複数種のコレス
テロール系脂質、及び/または一種または複数種のPEG化された脂質を含む。
陽イオン性脂質
いる場合、「陽イオン性脂質」という表現は、生理学的pHなどの選択されたpHに正味
の正電荷を有する、任意である多数の脂質種を指す。特に、滴定できる、またはpH滴定
ができる陽イオン性脂質として知られる、一部の陽イオン性脂質は、mRNAの送達に特
に有効である。種々の陽イオン性(例えば、滴定ができる)脂質が、文献に記載されてお
り、その多くは、市販されている。本発明の組成物及び方法で用いる、特に好適な陽イオ
ン性脂質は、WO2010/053572(そして特にCI2-200は、段落[002
25]に記載されている)、及びWO2012/170930に記載されており、その両
方が、参照することにより、組み込まれる。いくつかの実施形態において、陽イオン性脂
質である、N-[l-(2,3-ジオレオイルオキシ)プロピル]-N,N,N-トリメチ
ルアンモニウム塩化物、または「DOTMA」が用いられる(Feigner et a
l.Proc.Nat’l Acad.Sci.84,7413(1987)、US4,
897,355)。DOTMAは、単独で組み立てられるか、または中性脂質、ジオレオ
イルフォスファチジル-エタノールアミン、もしくは「DOPE」、または他の陽イオン
性もしくは非陽イオン性脂質をリポソーム転写担体もしくは脂質ナノ粒子へ結合され得る
、そして当該リポソームは、標的細胞への核酸の送達を向上させるために用いられ得る。
他の好適な陽イオン性脂質には、例えば、5-カルボキシスペリミルグリシンジオクタデ
シルアミド、または、「DOGS」、2,3-ジオレオイルオキシ-N-[2(スペルミ
ン-カルボキシアミド)エチル]-N,N-ジメチル-l-プロパナミニウム、または、
「DOSPA」(Behr et al.Proc.Nat.’l Acad.Sci.
86,6982(1989)及び、US5,171,678、US5,334,761)
、l,2-ジオレオイル-3-ジメチルアンモニウム-プロパン、または「DODAP」
、l,2-ジオレオイル-3-トリメチルアンモニウム-プロパン、または「DOTAP
」を含む。意図する陽イオン性脂質は、l,2-ジステアリルオキシ-N,N-ジメチル
-3-アミノプロパン、もしくは「DSDMA」、1,2-ジオレオイルオキシ-N,N
-ジメチル-3-アミノプロパン、もしくは「DODMA」、1,2-ジリノレイルオキ
シ-N,N-ジメチル-3-アミノプロパン、もしくは「DLinDMA」、1,2-ジ
リノレイルオキシ-N,N-ジメチル-3-アミノプロパン、もしくは「DLenDMA
」、N-ジオレイル-N,N-ジメチルアンモニウムクロライド、もしくは「DODAC
」、N,N-ジステアリル-N,N-ジメチルアンモニウムブロミド、もしくは「DDA
B」、N-(1,2-ジミリスチルオキシプロパ-3-イル)-N,N-ジメチル-N-
ヒドロキシエチルアンモニウムブロミド、もしくは「DMRIE」、3-ジメチルアミノ
-2-(コレスト-5-エン-3-ベータ-オキシブタン-4-オキシ)-1-(シス,
シス,-9,12-オクタデカジエノキシ)プロパン、もしくは「CLinDMA」、2
-[5’-(コレスト-5-エン-3-ベータ-オキシ)-3’-オキサペントキシ]-
3-ジメチルl-l-(シス、シス-9’、l-2’-オクタデカジエノキシ)プロパン
、もしくは「CpLinDMA」、N,N-ジメチル-3,4-ジオレオイルオキシベン
ジルアミン、もしくは「DMOBA」、1、2-N,N’-ジオレイルカルバミル-3-
ジメチルアミノプロパン、もしくは「DOcarbDAP」、2,3-ジリノレイルオキ
シ-N,N-ジメチルプロピルアミン、もしくは「DLinDAP」、1,2-N、N’
-ジリノレイルカルバミル-3-ジメチルアミノプロパン、もしくは「DLincarb
DAP」、1,2-ジリノレイルカルバミル-3-ジメチルアミノプロパン、もしくは「
DLinCDAP」、2,2-ジリノレイル-4-ジメチルアミノメチル-[1,3]-
ジオキソラン、もしくは「DLin--DMA」、2,2-ジリノレイル-4-ジメチル
アミノエチル[1,3]-ジオキソラン、もしくは「DLIN-K-XTC2-DMA」
、及び2-(2,2-ジ((9Z、12Z)-オクタデカ-9、L2、ジエン-1-イル
)-1,3-ジオキソラン-4-イル)-N、N-ジメチルエタンアミン(DLIN-K
C2-DMA))(WO2010/042877、Semple et al.,Nat
ure Biotech.28:172-176(2010)を参照のこと)、またはそ
れらの混合物も含む(Heyes,J.,et al.,J Controlled R
elease 107:276-287(2005)、Morrissey,DV.,e
t al.,Nat.Biotechnol.23(8):1003-1007(200
5)、PCT Punlication WO2005/121348A1)。
オン性脂質は、XTC(2,2-ジリノレイ1-4-ジメチルアミノエチル1-[1,3]
-ジオキソラン)、MC3(((6Z,9Z,28Z,31Z)-ヘプタトリアコンタ-
6,9,28,31-テトラエン-19-イル4-(ジメチルアミノ)ブタノエート)、
ALNY-100((3aR,5s,6aS)-N,N-ジメチル-2,2-ジ((9Z
,12Z)-オクタデカ-9,12-ジエニル)テトラヒドロ-3aH-シクロペンタ[
d][1,3]ジオキソール-5-アミン))、NC98-5(4,7,13-トリス(3
-オキソ-3-(ウンデシルアミノ)プロピル)-N1,N16-ジウデシル-4,7,
10,13-テトラアザヘキサデカン-1,16-ジアミド)、DODAP(1,2-ジ
オレイル-3-ジメチルアンモニウムプロパン)、HGT4003(WO2012/17
0889、この教示は、その全体が明細書に参照として組み込まれる)、ICE(WO2
011/068810、この教示は、その全体が明細書に参照として組み込まれる)から
選択される。
れた、US61/617,468(本明細書に参照として組み込まれる)に記載されてい
る、イオン性陽イオン性脂質、例えば、(15Z,18Z)-N,N-ジメチル-6-(
9Z,12Z)-オクタデカ-9,12-ジエン-l-yl)テトラコサ-15,18-
ジエン-1-アミン(HGT5000)、(15Z,18Z)-N,N-ジメチル-6-
((9Z,12Z)-オクタデカ-9,12-ジエン-1-イル)テトラコサ-4,15
,18-トリエン-l-アミン(HGT5001)、及び(15Z,18Z)-N,N-
ジメチル-6-((9Z,12Z)-オクタデカ-9,12-ジエン-1-yl)テトラ
コサ-5,15,18-トリエン-1-アミン(HGT5002)などを含む、脂質ナノ
粒子を用いる。
、本出願と同日同時に、アメリカで仮出願された「Lipid Formulation
s for Delivery of Messenger RNA」で記載された陽イ
オン性脂質を含み、その両方が参照することにより組み込まれる。いくつかの実施形態に
おいて、陽イオン性脂質は、式I-c1-aの化合物を含み、
または、薬学的に受容可能なそれらの塩であり、式中、
各R2は、独立に水素またはC1-3のアルキル基であり、
各qは、独立に2~6であり、
各R’は、独立に水素またはC1-3のアルキル基であり、
かつ各RLは独立にC8-12のアルキル基である。
いくつかの実施形態において、各R2は、独立に水素またはメチルである。いくつかの実
施形態において、各R2は水素である。
て、各qは、独立に3~5である。いくつかの実施形態において、各qは4である。
くつかの実施形態において、各R’は、独立に水素、またはメチルである。いくつかの実
施形態において、各R’は、独立に水素である。
実施形態において、各RLは、独立にn-C8-12アルキルである。いくつかの実施形
態において、各RLは、独立にC9-11アルキルである。いくつかの実施形態において
、各RLは、独立にn-C9-11アルキルである。いくつかの実施形態において、各R
Lは、独立にC10アルキルである。いくつかの実施形態において、各RLは、独立にn
-C10アルキルである。
に3~5であり、各R’は、独立に水素またはメチルであり、かつ各RLは、独立にC8
-12アルキルである。
’は、水素であり、かつ各RLは、独立にC8-12アルキルである。
であり、かつ各RLは、独立にC8-12アルキルである。
または、それらの薬学的に受容可能な塩であり、式中各RLは独立にC8-12アルキ
ルである。いくつかの実施形態において、各RLは、独立にn-C8-12アルキルであ
る。いくつかの実施形態において、各RLは、独立にC9-11アルキルである。いくつ
かの実施形態において、各RLは、独立にn-C9-11アルキルである。いくつかの実
施形態において、各RLは、独立にC10アルキルである。いくつかの実施形態において
、各RLは、独立にn-C10アルキルである。
たは(3,6-ビス(4-(ビス(2-ヒドロキシドデシル)アミノ)ブチル)ピペラジ
ン-2,5-ジオン)を含む。cKK-E12の構造を以下に示す。
ン性脂質のうち、少なくとも1つを含む: C12-200、DLin-KC2-DMA
、cKK-E12、Re-1、DODMA、DODAP、HGT4003、ICE、XT
C、DSPC、MC3、HGT5000、またはHGT5001。
0%より大きくても、約20%より大きくても、約30%より大きくても、約40%より
大きくても、約50%より大きくても、約60%より大きくても、または約70%より大
きくても、よい。いくつかの実施形態において、陽イオン性脂質は、モル比で、リポソー
ムの、約30~50%(例えば、約30~45%、約30~40%、約35~50%、約
35~45%または、約35~40%)を構成する。いくつかの実施形態において、陽イ
オン性脂質は、モル比で、リポソームの、約30%、約35%、約40%、約45%、ま
たは約50%を構成する。
非陽イオン性/ヘルパー脂質
性(ヘルパー)脂質を含む。本明細書で用いる場合、「非陽イオン性脂質」という表現は
、任意の中性、双性イオン、または陰イオン性脂質を指す。本明細書で用いる場合、「陰
イオン性脂質」は、生理学的pHなどの選択されたHに正味の負電荷を輸送する、任意で
ある多数の脂質種を指す。いくつかの実施形態において、非陽イオン性脂質は、中性脂質
であり、すなわち、当該組成物が組み立てられたり、及び/または投与されたりする条件
下で、正味の電荷を運ばない脂質である。非陽イオン性脂質は、ジステアロイルホスファ
チジルコリン(DSPC)、ジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)、ジパルミ
トイルホスファチジルコリン(DPPC)、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(
DOPG)、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール(DPPG)、ジオレオイルホ
スファチジルエタノールアミン(DOPE)、パルミトイルオレオイルホスファチジルコ
リン(POPC)、パルミトイルオレオイル-ホスファチジルエタノールアミン(POP
E)、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン-4-(N-マレイミドメチル)-
シクロヘキサン-l-カルボキシラート(DOPE-mal)、ジパルミトイルホスファ
チジルエタノールアミン(DPPE)、ジミリストイルホスホエタノールアミン(DMP
E)、ジステアロイル-ホスファチジル-エタノールアミン(DSPE)、16-O-モ
ノメチルポリエチレン、16-O-ジメチルポリエチレン、18-1-トランスポリエチ
レン、l-ステアロイル-2-オレオイル-ホスファチジルエタノールアミン(SOPE
)、またはそれらの混合物を含むが、限定されない。
種のホスファチジル脂質、例えばホスファチジル化合物(例えば、ホスファチジルグリセ
ロール,ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、及びホスファチジルエタノール
アミン)を含む。
種のスフィンゴ脂質、例えば、スフィンゴシン、セラミド、スフィンゴミエリン、セレブ
ロシド、及びガングリオシドを含む。
中に存在する全脂質の約5%~約90%(例えば、約10~80%、10~70%、10
~60%、10~50%、10~40%、10~30%、または10~20%)を構成し
うる。いくつかの実施形態において、リポソーム中の非陽イオン性(ヘルパー)脂質の割
合は、モル比で、約5%より大きくても、約10%より大きくても、約15%より大きく
ても、約20%より大きくても、約25%より大きくても、約30%より大きくても、約
35%より大きくても、または約40%より大きくてもよい。
コレステロール系脂質
ール系脂質を含む。例えば、好適なコレステロール系陽イオン性脂質は、例えば、コレス
テロール、PEG化されたコレステロール、DC-CHOi(N,N-ジメチル-N-エ
チルカルボキサミドコレステロール)、1,4-ビス(3-N-オレイルアミノ-プロピ
ル)ピペラジン(Gao,et al.Biochem.Biophys.Res.Co
mm.179,280(1991);Wolfetal.Bio Techniques
23,139(1997)、US5,744,335)、またはICEを含む。いくつか
の実施形態において、コレステロール系脂質は、モル比で、リポソーム中に存在する全脂
質に対して、約2%~約30%、または約5%~20%を構成し得る。いくつかの実施形
態において、脂質ナノ粒子中のコレステロール系脂質の割合は、モル比で5%より多くて
も、10%より多くても、20%より多くても、30%より多くても、または40%より
多くてもよい。
PEG化された脂質
された脂質を含む。例えば、ポリエチレングリコール(PEG)修飾リン脂質及び、N-
オクタノイル-スフィンゴシン-l-[サクシニル(メトキシポリエチレングリコール)
-2000](C8PEG-2000セラミド)を含む、誘導体化されたセラミド(PE
G-CER)などの誘導体化された脂質の使用は、一種または複数種の陽イオン性脂質、
及びいくつかの実施形態においては、他の脂質と混合物により本発明によって意図される
。いくつかの実施形態において、好適なPEG化された脂質は、短いアシル鎖(例えば、
C14またはC18)を有する、PEG-セラミドを含む。いくつかの実施形態において
、PEG化された脂質DSPE-PEG-マレイミド-レクチンが、用いられ得る。他の
意図される、PEG-修飾脂質は、C6~C20のアルキル鎖を有する脂質に共有結合を
した、5kDa以上の長さのポリエチレングリコール鎖を含むが、限定されない。特定の
理論に縛られることを望むものではないが、これは、PEG化された脂質の付加が、複雑
な凝集を防ぎ、そして標的細胞へmRNAを封入したリポソームの送達を促進して、循環
寿命を増加しえることが意図される。
は、モル比で、リポソーム中に存在する全脂質に対して、約0%~約20%、約0%~約
15%、約0%~約10%、約1%~約10%、約1%~約8%、約1%~約6%、約1
%~約5%、約2%~約10%、約4%~約10%より構成し得る。いくつかの実施形態
において、PEG-修飾リン脂質及び/または、誘導体化された脂質の割合は、モル比で
、リポソーム中に存在する全脂質に対して、約20%、約15%、約10%、約9%、約
8%、約7%、約6%、約5%、約4%、約3%、約2%、または約1%以下であり得る
。いくつかの実施形態において、PEG-修飾リン脂質及び/または、誘導体化された脂
質の割合は、モル比で、リポソーム中に存在する全脂質に対して、約1%、約2%、約3
%、約4%、約5%、約6%、約7%、約8%、約9%、約10%、約15%、または、
約20%以上であり得る。
ポリマー
、または本明細書に記載されている種々の脂質を含む、他の担体と組み合わせることで、
組み立てられる。従って、いくつかの実施形態において、リポソーム送達担体は、本明細
書で用いられる場合、ナノ粒子を含むポリマーも包含する。好適なポリマーは、例えば、
ポリアクリレート、ポリアルキルシアノアクリレート、ポリラクチド、ポリラクチド-ポ
リグリコリド共重合体、ポリカプロラクトン、デキストラン、アルブミン、ゼラチン、ア
ルギン酸塩、コラーゲン、キトサン、シクロデキストリン、プロタミン、PEG化プロタ
ミン、PLL、PEG化されたPLL及びポリエチレンイミン(PEI)を含み得る。P
EIが存在する場合、それは、10~40kDaの範囲の分子量である、直鎖または分枝
PEI、例えば、25kDa分枝PEI(シグマ社408727番)であってもよい。
されている、一種または複数種の脂質及び/またはポリマー構成要素を組み合わせる事で
、調製される。例えば、脂質ナノ粒子は、C12-200、スフィンゴミエリン、DOP
E、コレステロール、及びDMGPEG;またはC12-200、DOPE、コレステロ
ール、及びDMG-PEG2K;またはcKK-E12、DOPE、コレステロール、及
びDMG-PEG2K;またはcKK-E12、スフィンゴミエリン、DOPE、コレス
テロール、及びDMG-PEG2K;またはHGT5001、DOPE、コレステロール
、及びDMG-PEG2K;またはHGT4003、DOPE、コレステロール、及びD
MG-PEG2K;またはDLinKC2DMA、DOPE、コレステロール及びDMG
-PEG2K;またはICE、DOPE、コレステロール及びDMG-PEG2K;また
はDODMA、DOPE、コレステロール及びDMG-PEG2K;またはDODMA、
スフィンゴミエリン、DOPE、コレステロール、及びDMG-PEG2K;またはRe
-1、DOPE、コレステロール、DMG-PEG2K;またはcKK-EE12、DO
PE、コレステロール、DMG-PEG2K及び/またはDSPE-PEG-マイレミド
-レクチンの混合物で調製され得る。
またはPEG-修飾脂質は、種々な相対的なモル比で、組み合わされ得る。例えば、陽イ
オン性脂質(例えば、cKK-E12、C12-200など)の、非陽イオン性脂質(例
えば、DOPE、スフィンゴミエリンなど)と、コレステロール系脂質(例えば、コレス
テロール)と、PEG化された脂質(例えば、DMG-PEG2K)とに対する割合は、
それぞれ約30~60:25~35:20~30:1~15の間であってもよい。いくつ
かの実施形態において、陽イオン性脂質(例えば、cKK-E12、C12-200など
)の、非陽イオン性脂質(例えば、DOPE、スフィンゴミエリンなど)と、コレステロ
ール系脂質(例えば、コレステロール)と、PEG化された脂質(例えば、DMG-PE
G2K)とに対する割合は、それぞれおよそ40:30:20:10である。いくつかの
実施形態において、陽イオン性脂質(例えば、cKK-E12、C12-200など)の
、非陽イオン性脂質(例えば、DOPE、スフィンゴミエリンなど)と、コレステロール
系脂質(例えば、コレステロール)と、PEG化された脂質(例えば、DMG-PEG2
K)とに対する割合は、それぞれおよそ40:30:25:5である。いくつかの実施形
態において、陽イオン性脂質(例えば、cKK-E12、C12-200など)の、非陽
イオン性脂質(例えば、DOPE、スフィンゴミエリンなど)と、コレステロール系脂質
(例えば、コレステロール)と、PEG化された脂質(例えば、DMG-PEG2K)と
に対する割合は、それぞれおよそ40:32:25:3である。いくつかの実施形態にお
いて、陽イオン性脂質(例えば、cKK-E12、C12-200など)の、非陽イオン
性脂質(例えば、DOPE、スフィンゴミエリンなど)と、コレステロール系脂質(例え
ば、コレステロール)と、PEG化された脂質(例えば、DMG-PEG2K)とに対す
る割合は、それぞれおよそ50:25:20:5である。
脂質ナノ粒子の調製
用いて調製され得る。多重層リポソーム(MLV)は、従来技術によって調製され得る。
例えば、適切な溶媒で脂質を溶解させて、好適なコンテナまたは容器の内壁に選択した脂
質を沈着させた後、当該溶媒を蒸発させるか、または、噴霧乾燥させることで、容器の内
側に薄膜を残存させる。それから、水相をボルテックスしたまま当該容器に加えて、ML
Vを形成する。次いで、単層リポソーム(ULV)は、多重層リポソームの、均質化、超
音波処理、または押し出し成形によって形成され得る。さらに、単層リポソームは、洗剤
除去技術によって形成され得る。
mRNAは、転写担体の両表面に関連し、同じ転写担体の中で封入される。例えば、本発
明の組成物の調製をする間に、陽イオン性脂質は、静電相互作用を介してmRNAと関連
され得る。
、ニオソーム、など)によっても形成され得る。リポソームへの、所望のmRNAの結合
工程は、しばしば「ローディング」という。典型的な方法は、Lasic,et al.
,FEBS Lett.,312:255-258,1992で記載されており、ここに
参照することにより組み込まれる。リポソームが組み込まれた核酸は、リポソームの2分
子膜内のリポソーム内部空間に、完全にまたは部分的に位置してもよく、またはリポソー
ム膜の外部表面と結合してもよい。リポソームへの核酸の取り込みは、ここでは、「封入
」ともいい、そこにおいて、核酸はリポソームの内部空間内に完全に含まれている。リポ
ソームなどの転写担体へmRNAを取り込む目的は、核酸及び/もしくは系、または、核
酸の速い分泌を引き起こすレセプターを劣化させるような酵素もしくは化学物質を含む環
境から、しばしば核酸を守るためである。従って、いくつかの実施形態において、好適な
送達担体は、そこに含まれるmRNAの安定性を向上することができ、及び/または、標
的CNS細胞もしくは生物組織へのmRNA送達を促進する。
の実施形態において、リポソームの大きさは、リポソーム粒子の最も大きい直径の長さで
決める。いくつかの実施形態において、好適なリポソーム送達担体は、約250nm以下
(例えば、約225nm、200nm、175nm、150nm、125nm、100n
m、90nm、80nm、70nm、60nm、50nm、または40nm以下)の大き
さを有する。いくつかの実施形態において、好適なリポソーム送達担体は、約40~10
0nm(例えば、約40~90nm、約40~80nm、約40~70nm、約40~6
0nm、約40~50nm、約50~100nm、約50~90nm、約50~80nm
、約50~70nm、約50~60nm、約60~100nm、約60~90nm、約6
0~80nm、約60~70nm、約70~100nm、約70~90nm、約70~8
0nm、約80~100nm、約80~90nm、または約90~100nmの範囲)の
範囲の大きさを有する。
利用できる。そのようなサイジング方法の1つが、US4,737,323に記載されて
おり、ここに参照することにより組み込まれる。槽またはプローブのどちらかの超音波処
理によって、リポソーム懸濁液を超音波処理することで、所望の小さいULVに至るまで
、大きさの減少を進行して、生成することができる。均質化は、大きいリポソームを小さ
い物へ断片化するためのせん断エネルギーに頼る、別の方法である。典型的な均質化の手
順では、MLVが選択したリポソームの大きさになるまで、標準的なエマルションホモジ
ナイザーで、再循環される。リポソーム担体の大きさは、Bloomfield,Ann
.Rev.Biophys.Bioeng.,10:421-150(1981)に記載
されているように、準弾性光散乱法(QELS)で決定することができ、ここに参照する
ことにより組み込まれる。標準的なリポソームの直径は、形成したリポソームを超音波処
理することで、減らすことができる。効率的なリポソーム合成へ導くために、断続的な超
音波処理サイクルを、QELS評価と交互に行っても良い。
CNS送達
RNAがロードされた脂質ナノ粒子)は、CNS送達に好適である。いくつかの実施形態
において、mRNAがロードされた脂質ナノ粒子は、実質内、脳内、脳室内大脳(ICV
)、髄腔内(例えば、IT-腰椎、IT-大槽)投与、及びCNS及び/またはCSFへ
直接もしくは間接注射する任意の他の技術及び経路を含む、種々の技術及び経路によって
、CNSへ送達され得るが、これらに限定されない。
髄腔内送達
体の脳脊髄液(CSF)へ注射されることでCNSへ送達される。いくつかの実施形態に
おいて、脊髄内投与は、mRNA、またはmRNAがロードされたナノ粒子をCSFへ注
射するために用いられる。本明細書で用いる場合、脊髄内投与(脊髄内注射ともいう)は
、脊柱管(脊髄を取り囲む髄腔内空隙)への注射を指す。穿頭孔、大槽、または腰椎穿刺
などを通した、外側脳室注射を含む種々の技法が用いられてもよいが、これらに限定され
ない。典型的な方法が、Lazorthes et al.Advances in D
rug Delivery Systems and Applications in
Neurosurgery,143-192、及びOmaya et al.,Can
cer Drug Delivery,1:169-179に記載されており、これらの
内容が、参照することにより組み込まれる。
任意の領域へ注入され得る。いくつかの実施形態において、mRNAもしくはmRNAが
ロードされたナノ粒子は、腰部領域、もしくは大槽へ注射されるか、または脳室空間に脳
室内注射される。本明細書で用いる場合、「腰部領域」または「腰椎域」という用語は、
第三及び第四腰椎(背中下部)の間の区域、さらに包括的には、脊椎のL2~S1領域を
指す。概して、腰部領域または腰椎域を介した髄腔内注射は、「腰椎IT送達」または「
腰椎IT投与」ともいう。「大槽」という用語は、頭蓋骨と脊椎上部との間の開口部を通
した、小脳の周囲及び下の空隙を指す。概して、大槽を介した髄腔内注射は、「大槽送達
」ともいう。「脳室」という用語は、脊髄の中心管と連続した脳内の腔を指す。概して、
脳室腔を介した注射を、脳室内(ICV)送達という。
、第三及び第四腰椎(背中下部)間、さらに包括的には、脊椎のL2~S1領域に送達さ
れる腰椎IT投与または送達を指す。
ト・カテーテル送達系(すなわち、注入または、ボーラス)のどちらかで行われ得る。い
くつかの実施形態において、カテーテルは腰椎の薄板間に挿入され、先端は、包膜空隙に
所望のレベル(一般的にL3~L4)に突き通される。
投与
療的有効量の単回ならびに多数回投与を意図する。mRNAまたはmRNAがロードされ
たナノ粒子は、検体のCNS疾患または状態の、性質、重症度及び程度によって、一定間
隔で投与され得る。いくつかの実施形態では、mRNAまたはmRNAがロードされたナ
ノ粒子の治療的有効量は、一定間隔で(例えば、年1回、6カ月に1回、5カ月に1回、
3カ月に1回、隔月(2カ月に1回)、毎月(1カ月に1回)、隔週(2週間に1回)、
毎週、毎日または連続的に)、定期的に髄腔内投与され得る。
実施形態において、脊髄内投与は、他の投与経路(例えば、静脈内、皮下、筋肉内、腸管
外、経皮的、または経粘膜的(例えば、経口的または経鼻的に)に)と共同で用いられ得
る。
物中に含有されるmRNAの総量に基づいて確定される。一般に、治療的有効量は、検体
に対して意義のある利益(例えば、根元的疾患または症状を治療し、調整し、治癒し、予
防し、及び/または寛解させること)を達成するのに十分である。例えば、治療的有効量
は、所望の治療的及び/または予防的作用を達成するのに十分な量であり得る。一般に、
それらを必要とする検体に投与されるmRNAの量は、検体の特徴に依存するであろう。
このような特徴には、検体の症状、疾患の重症度、全身の健康状態、年齢、性別及び体重
が含まれる。当業者は、これらとその他の関連因子によって、適切な投与量を容易に決定
し得る。さらに、最適な投与量範囲を決めるために、客観的及び主観的試験が任意に用い
られ得る。
mgまで、体重1kg当たり約0.005mg~約10mgまで、体重1kg当たり約0
.01mg~約10mgまで、体重1kg当たり約0.01mg~9mgまで、体重1k
g当たり約0.01mg~約8mgまで、体重1kg当たり約0.01mg~約7mgま
で、体重1kg当たり約0.01mg~約6mgまで、体重1kg当たり約0.01mg
~約5mgまで、体重1kg当たり約0.01mg~約4mgまで、体重1kg当たり約
0.01mg~約3mgまで、体重1kg当たり約0.01mg~約2mgまで、体重1
kg当たり約0.01mg~約1mgまで、体重1kg当たり約0.01mg~約0.5
mgまで、体重1kg当たり約0.1mg~約10mgまで、体重1kg当たり約0.1
mg~約5mgまで、体重1kg当たり約0.5mg~約10mgまで、または体重1k
g当たり約0.5mg~約5mgの範囲である。
100mgまで、脳重量1kg当たり約0.001mg~90mgまで、脳重量1kg当
たり約0.001mg~80mgまで、脳重量1kg当たり約0.001mg~70mg
まで、脳重量1kg当たり約0.001mg~60mgまで、脳重量1kg当たり約0.
001mg~50mgまで、脳重量1kg当たり約0.001mg~40mgまで、脳重
量1kg当たり約0.001mg~30mgまで、脳重量1kg当たり約0.001mg
~20mgまで、脳重量1kg当たり約0.001mg~10mgまで、脳重量1kg当
たり約0.001mg~5mgまで、脳重量1kg当たり約0.001mg~1mgまで
、脳重量1kg当たり約0.01mg~100mgまで、脳重量1kg当たり約0.05
mg~100mgまで、脳重量1kg当たり約0.1mg~100mgまで、または脳重
量1kg当たり約0.5mg~100mgまで、の範囲である。
S.“Changes in brain weights during the s
pan of human life: relation of brain wei
ghts to body heights and body weights,”A
nn Neurol 1978; 4:345-56)。従って、いくつかの実施形態に
おいて、投与量は、表5に示されるように換算され得る。
脳内及び/または脊髄中のニューロン及び他の細胞型への送達
、mRNAの送達をもたらす。いくつかの実施形態において、治療用タンパク質をコード
するmRNAは、ニューロン、神経膠細胞、血管周囲の細胞、及び/または髄膜の細胞を
含むが、これに限定されない脳内の種々の細胞へ送達される。特に、本発明による本方法
は、CNS疾患及び/または欠陥に影響を受ける種々のニューロン及びその他の細胞型内
、または、CNS疾患に関連する欠損したタンパク質が、通常発現される種々のニューロ
ン及び他の細胞型内でmRNAの送達をもたらす。いくつかの実施形態において、本発明
による本方法は、例えばリソソーム蓄積症を患っているか、または影響を受けやすい患者
が生物組織の細胞のリソソーム中に蓄えている、検知可能もしくは異常に多い量の酵素基
質が存在するCNS内の種々のニューロン及び他の細胞型においてmRNA送達をもたら
すものである。いくつかの実施形態において、本発明による本方法は疾患に関連する病理
、症状または特徴を示すような種々のニューロン及びその他の細胞型で、mRNAの送達
をもたらす。例えばmRNAは、精神変性疾患(例えば、アルツハイマー病、パーキンソ
ン病、及びハンチントン病)に関連するそれらのニューロンもしくは非神経細胞、または
運動ニューロン疾患(例えば、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、原発性側索硬化症(PL
S)、偽性球麻痺、遺伝性痙性対麻痺、進行性筋萎縮症(PMA)、進行性球麻痺(PB
P)、遠位遺伝性運動ニューロパチー、及び脊髄性筋萎縮症)と関連のある運動ニューロ
ン、などのアポトーシスを悪化させたり、退化させたり、経たりするニューロンまたはそ
の他の細胞型へ送達され得る。
ニューロン細胞へ送達される。いくつかの実施形態において、mRNAは脊髄内に位置し
ているニューロン及び/または非ニューロン細胞へ送達される。いくつかの実施形態にお
いて、mRNAは、運動ニューロンへ送達される。いくつかの実施形態において、mRN
Aは、上位運動ニューロン及び/または下位運動ニューロンへ送達される。いくつかの実
施形態において、運動ニューロンは、脊髄の脊髄前角及び/または背根神経節の中に位置
している。
及び他の細胞型内で、細胞内に送達される。いくつかの実施形態において、mRNAはニ
ューロンの軸索に送達される。いくつかの実施形態において、本発明によるmRNA送達
は、ニューロンのサイトゾルの中で、mRNAによってコードされたタンパク質の細胞内
発現をもたらす。いくつかの実施形態において、本発明によるmRNA送達は、ニューロ
ンの細胞内コンパートメント、例えばリソソーム、ミトコンドリア、膜内外、などの中の
mRNAによってコードされたタンパク質の、細胞内発現をもたらす。いくつかの実施形
態において、本発明によるmRNA送達は、mRNA及びニューロンにコードされたタン
パク質の細胞内発現及びニューロンから細胞外への分泌をもたらす。
示される。
脳
へ、mRNA及びコードされたタンパク質を送達するために用いられ得る。概して、脳は
、別々の領域、層、及び生物細胞に分けられ得る。例えば、髄膜の生物組織は、脳を含む
中枢神経系を包囲する膜系である。髄膜は、硬膜、クモ膜、及び軟膜を含む3つの層を含
有する。概して、髄膜及び脳脊髄液の第1機能は、中枢神経系を保護することである。い
くつかの実施形態において、mRNA及びコードされたタンパク質は、髄膜の一種または
複数種の層内のニューロンまたは非神経細胞へ送達される。
置している、大脳半球は、皮質で覆われている。大脳の下には脳幹が横たわり、この脳幹
は茎に似ており、その上に大脳が取り付けられている。脳の後部、大脳の下及び脳幹の背
後には、小脳がある。
部、腹側視床及び視蓋腹部を含有する。中脳(mesencephalon)は、中脳(
midbrain)とも呼ばれ、視蓋、被蓋、中脳水道、及び、大脳脚、赤核及び第3脳
神経核を含有する。中脳は、視覚、聴覚、運動制御、睡眠/覚醒、警戒及び温度調節に関
連する。
は複数種の生物組織内のニューロン及び/または非神経細胞へ送達される。特定の実施形
態においては、標的である小脳の一種または複数種の生物組織が、分子層の生物組織、プ
ルキニエ細胞層の生物組織、顆粒細胞層の生物組織、小脳脚、及びそれらの組合せから成
る群から選択される。いくつかの実施形態において、mRNA及びコードされたタンパク
質は、プルキニエ細胞層の生物組織、顆粒細胞層の生物組織、深部小脳白質の生物組織(
例えば、顆粒細胞層に対して深部)、及び深部小脳核の生物組織を含むが、それらに限定
されない小脳の一種または複数種の深部組織へ送達される。
は複数種の生物組織に送達される。
脳室周囲域、軟膜-くも膜、髄膜、新皮質、小脳、大脳皮質の深部組織、分子層、尾状核
/被殻領域、中脳、脳橋または延髄の深部領域、及びそれらの組合せを含むが、これらに
限定されない、種々の脳組織へ送達される。いくつかの実施形態において、mRNA及び
コードされたタンパク質は、深部白質のオリゴデンドロサイトへ送達される。
脊髄
ロン及びその他の細胞型へ、mRNA、及びコードされたタンパク質を送達するために用
いられ得る。概して、脊髄の領域または生物組織は、その生物組織の深さに基づいて、特
徴づけることができる。例えば、脊髄組織は、表面または浅在組織、中深部組織、及び/
または深部組織として特徴づけることができる。
は複数種の表面または浅在組織に送達される。いくつかの実施形態において、脊髄の標的
表面または浅在組織は、軟膜及び/または白質路を含有する。
は複数種の深部組織に送達される。いくつかの実施形態において、脊髄の標的深部組織は
、脊髄灰白質及び/または上衣細胞を含有する。
しながら、それらは本発明の範囲を限定するよう意図されるべきでない。全ての文献引用
が、参照によって組み込まれる。
製剤及びメッセンジャーRNA物質
本実施例は、CNSにおけるmRNAの効果的な送達及び発現のための典型的なリソソー
ム製剤を提供する。概して、本明細書に記載されている製剤は、種々の核酸系物質を被包
するように設計された、一種または複数種の陽イオン性脂質、中性脂質、コレステロール
及び/またはPEG化された脂質の使用比率を変えた、多成分性脂質混合物を含有する。
メッセンジャーRNA物質
伝子をコードしたプラスミドDNAテンプレートからin vitro転写によって合成
され、続いて、5’キャップ構造(キャップ1)(Fechter, P.; Brow
nlee,G.G.“Recognition of mRNA cap struct
ures by viral and cellular proteins”J.Ge
n.Virology 2005,86,1239-1249)、及び、ゲル電気泳動で
決定した長さが約250ヌクレオチドの3’ポリ(A)テールを付加した。各mRNA生
成物に存在する5’及び3’非翻訳領域は、X及びYでそれぞれ表され、述べる通りに定
義される。
生存運動ニューロン(hSMN-1)mRNA
X-配列番号3-Y
5’及び3’UTR配列
X(5’UTR配列)=
GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGAC
CUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCC
GGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAG
UGACUCACCGUCCUUGACACG(配列番号7)
Y(3’UTR配列)=
CGGGUGGCAUCCCUGUGACCCCUCCCCAGUGCCUCUCCU
GGCCCUGGAAGUUGCCACUCCAGUGCCCACCAGCCUUGUC
CUAAUAAAAUUAAGUUGCAUCAAGCU(配列番号8)
または
GGGUGGCAUCCCUGUGACCCCUCCCCAGUGCCUCUCCUG
GCCCUGGAAGUUGCCACUCCAGUGCCCACCAGCCUUGUCC
UAAUAAAAUUAAGUUGCAUCAAAGCU(配列番号9)
Aは、以下を含み、
GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGAC
CUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCC
GGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAG
UGACUCACCGUCCUUGACACGAUGGCCAUGAGCAGCGGAG
GCAGCGGCGGAGGAGUGCCCGAGCAGGAGGACAGCGUGCU
GUUCAGGAGAGGCACCGGCCAGAGCGAUGACAGCGAUAUC
UGGGACGAUACCGCUCUGAUCAAGGCCUACGACAAGGCCG
UGGCCAGCUUCAAGCACGCCCUGAAAAACGGCGACAUCUG
CGAGACCAGCGGCAAGCCCAAGACAACCCCCAAGAGAAAG
CCCGCCAAGAAGAAUAAGAGCCAGAAAAAGAACACCGCCG
CCAGCCUGCAGCAGUGGAAGGUGGGCGACAAGUGCAGCGC
CAUCUGGAGCGAGGACGGCUGCAUCUACCCCGCCACCAUC
GCCAGCAUCGACUUCAAGAGAGAGACCUGCGUGGUCGUGU
ACACCGGCUACGGCAACAGAGAGGAGCAGAACCUGAGCGA
CCUGCUGAGCCCCAUUUGUGAGGUGGCCAAUAACAUCGAA
CAGAACGCCCAGGAGAACGAGAAUGAAAGCCAGGUGAGCA
CCGACGAGAGCGAGAACAGCAGAUCUCCUGGCAACAAGAG
CGACAACAUCAAGCCUAAGUCUGCCCCUUGGAACAGCUUC
CUGCCCCCUCCUCCACCCAUGCCCGGACCCAGACUGGGAC
CCGGAAAACCUGGCCUGAAGUUCAACGGACCACCUCCCCC
UCCACCUCCUCCCCCACCUCAUCUCCUGAGCUGCUGGCUG
CCACCCUUCCCCAGCGGACCCCCUAUCAUCCCACCACCCC
CUCCCAUCUGCCCCGACAGCCUGGACGACGCCGAUGCCCU
GGGCAGCAUGCUGAUCAGCUGGUACAUGAGCGGCUACCAC
ACAGGAUACUACAUGGGCUUCAGACAGAACCAGAAGGAGG
GCAGAUGCUCCCACUCCCUGAACUGACGGGUGGCAUCCCU
GUGACCCCUCCCCAGUGCCUCUCCUGGCCCUGGAAGUUGC
CACUCCAGUGCCCACCAGCCUUGUCCUAAUAAAAUUAAGU
UGCAUCAAGCU(配列番号10)
または、コドン最適化ヒト生存運動ニューロン-1(hSMN-1)メッセンジャーR
NAは、
GGACAGAUCGCCUGGAGACGCCAUCCACGCUGUUUUGAC
CUCCAUAGAAGACACCGGGACCGAUCCAGCCUCCGCGGCC
GGGAACGGUGCAUUGGAACGCGGAUUCCCCGUGCCAAGAG
UGACUCACCGUCCUUGACACGAUGGCCAUGAGCAGCGGAG
GCAGCGGCGGAGGAGUGCCCGAGCAGGAGGACAGCGUGCU
GUUCAGGAGAGGCACCGGCCAGAGCGAUGACAGCGAUAUC
UGGGACGAUACCGCUCUGAUCAAGGCCUACGACAAGGCCG
UGGCCAGCUUCAAGCACGCCCUGAAAAACGGCGACAUCUG
CGAGACCAGCGGCAAGCCCAAGACAACCCCCAAGAGAAAG
CCCGCCAAGAAGAAUAAGAGCCAGAAAAAGAACACCGCCG
CCAGCCUGCAGCAGUGGAAGGUGGGCGACAAGUGCAGCGC
CAUCUGGAGCGAGGACGGCUGCAUCUACCCCGCCACCAUC
GCCAGCAUCGACUUCAAGAGAGAGACCUGCGUGGUCGUGU
ACACCGGCUACGGCAACAGAGAGGAGCAGAACCUGAGCGA
CCUGCUGAGCCCCAUUUGUGAGGUGGCCAAUAACAUCGAA
CAGAACGCCCAGGAGAACGAGAAUGAAAGCCAGGUGAGCA
CCGACGAGAGCGAGAACAGCAGAUCUCCUGGCAACAAGAG
CGACAACAUCAAGCCUAAGUCUGCCCCUUGGAACAGCUUC
CUGCCCCCUCCUCCACCCAUGCCCGGACCCAGACUGGGAC
CCGGAAAACCUGGCCUGAAGUUCAACGGACCACCUCCCCC
UCCACCUCCUCCCCCACCUCAUCUCCUGAGCUGCUGGCUG
CCACCCUUCCCCAGCGGACCCCCUAUCAUCCCACCACCCC
CUCCCAUCUGCCCCGACAGCCUGGACGACGCCGAUGCCCU
GGGCAGCAUGCUGAUCAGCUGGUACAUGAGCGGCUACCAC
ACAGGAUACUACAUGGGCUUCAGACAGAACCAGAAGGAGG
GCAGAUGCUCCCACUCCCUGAACUGAGGGUGGCAUCCCUG
UGACCCCUCCCCAGUGCCUCUCCUGGCCCUGGAAGUUGCC
ACUCCAGUGCCCACCAGCCUUGUCCUAAUAAAAUUAAGUU
GCAUCAAAGCU(配列番号11)を含む。
典型的な製造手順
,M.;Foradada,M.;Estelrich,J.“Liposomes o
btained by the ethanol injection method”
Int.J.Pharm.1993,95,51-56)。種々の脂質構成成分に対して
、50mg/mlのエタノール原液を調製して、そして-20℃で保管した。下の表5に
載せた各典型的な製剤の調製において、示した脂質構成成分をエタノール溶液へ加え、所
定の終濃度及びモル比を達成して3mlのエタノール最終量を調製した。別々に、hSM
N-1 mRNAの水性緩衝液(10mMクエン酸/150mM NaCl、pH4.5
)を、1mg/ml原液から調製した。脂質溶液を、手作業かシリンジ・ポンプどちらか
で、迅速に水性mRNA溶液へ注入し、そして振り混ぜることで最終の20%エタノール
懸濁液を得た。得られたナノ粒子懸濁液を、ろ過して、1倍のPBS(pH7.4)に対
して透析して、濃縮して、そして2~8℃の間で保管した。SMN-1 mRNA濃縮液
をRibogreen(登録商標)(Invitrogen社)分析で測定した。mRN
Aの封入では、0.1%のTriton(登録商標)-X100の存在の有無についてR
ibogreen分析を実施することで、判断した。粒子の大きさ(動的光錯乱法(DL
S))及びゼータ電位は、1倍PBS及び1mM KCl溶液のそれぞれで、マルバーン
のゼータサイザー装置を用いて、決定した。
実施例2
mRNAがロードされたリポソームナノ粒子の脊髄内投与
、及びニューロン内へ送達されたmRNAを分析する方法を示す。
た。実験の開始時に、各動物を吸入によりイソフルランで(1~3%で影響)麻酔をした
。一度麻酔をすると、各動物は、的確な注射部位(L4~L5、またはL5~L6)の体
毛をそり落とした。注射針の挿入に続き、反射的な尾のフリックを、硬膜への穿刺を示す
ため、そして髄腔内の配置を確認するために用いた。各動物は、表6に載せた、試験製剤
の1つについて単一のボーラス脊髄内注射を受けた。全ての動物は、注射後24時間で犠
牲となり、生理食塩水で灌流された。
分析用臓器組織の単離
織カセットに置いた。全脊髄を70%細胞組織用グレードアルコール溶液へ移す前に、1
0%中性緩衝ホルマリン(NBF)を入れた15ml管の環境内で、24時間以上72時
間以下の間、保管した。各脊髄サンプルを頸部、胸部、そして腰椎部分へ切り込んだ。各
脊髄部分を半分に切り、両半分を各部位(頸部、胸部、及び腰椎)について、処理するた
めに、別々のカセットに置いた。三つのカセットを全て、動物ごとに1つのパラフィンブ
ロックへと包埋した。適用できる場合は、脳と脊髄の一部を、急速凍結し、-80℃で保
管した。
hSMN-1ウェスタンブロット分析
希釈、(B)Pierce社製PA5-27309 a-SMN抗体1:1,000希釈
、及び(C)LSBio社製C138149 a-SMN抗体1:1,000希釈などの
、hSMN-1タンパク質を認識する種々の抗体が用いられる。各実験において、hSM
N mRNAの1マイクログラムは、リポフェクタミン2000(登録商標)を用いて、
~1×106のBHK-21細胞へ遺伝子導入した。細胞は、OptiMem(登録商標
)で処理して、16~18時間遺伝子導入後回収した。細胞可溶化物を回収して、処理し
て、そして8~16%のトリス・グリシン・ゲルにロードした。このゲルを、PVDF膜
を用いて転写し、それぞれ一次抗体で処理した。ヤギ抗マウスHRP抗体を、室温、45
分間1:10,000で希釈した二次抗体として用いてその後に洗浄して、測定した。デ
ータは、各試験した抗体が未処理のBHK細胞には、交差反応性シグナルが見られないこ
とが示すように、hSMN-1に強いシグナルを示し、そしてヒトSMNに特異的である
ことを示している(図1)。
in situハイブリダイゼーション(ISH)分析
いて、hSMN-1 mRNAを測定した。第1のアプローチとして、手作業によるin
situハイブリダイゼーションをRNAscope(登録商標)(Advanced
Cell Diagnostic社)ZZプローブ技術を用いて、実施した。プローブ
は、ヒトSMNメッセンジャーRNAのコドン最適化配列(配列番号3)に基づいて、作
成した。手短に言えば、RNAscope(登録商標)アッセイは、スライドに載せた、
ホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)組織中の細胞につき単一のRMA分子を可視
化するためにデザインされた、in situハイブリダイゼーションアッセイである。
埋め込まれた各組織サンプルは、メーカーのプロトコルによって前処理を施して、標的で
ある特異的なhSMN-1RNAプローブでインキュベートした。hSMN-1プローブ
は、ヒトSMN-1に特異的であることと、マウスまたはラットのSMN-1には交差反
応性がないことを示した。1度結合したあと、hSMN-1プローブは、6周連続した一
連の増幅を通して、シグナル増幅分子のカスケードへハイブリダイズした。次いで、当該
サンプルをシグナル増幅カセットに特異的なHRP標識プローブで処理して、3,3’-
ジアミノベンジジン(DAB)を用いた、色の可視化によりアッセイした。ユビキチンC
に特異的なプローブを、陽性対照として用いた。陽性のSMNシグナルを、未処理のもの
及び、担体制御の処理をしたラットまたはマウスの組織と比較した。着色したサンプルを
、標準的な明視野顕微鏡で見た。
ica BondRx検出システムで実施した。プローブは、ヒトSMNメッセンジャー
RNAのコドン最適化配列(配列番号3)に基づいて、作成した。手短に言えば、埋め込
まれた各組織サンプルは、メーカーのプロトコルによって前処理を施して、標的である特
異的なHRP標識hSMN-1 RNAプローブでインキュベートした。ユビキチンCプ
ローブは、陽性対照として用い(図18)、そしてDapBプローブを陰性対照プローブ
として用いた(図17)。アルカリフォスファターゼ染色基質である、ファストレッドを
用いてハイブリダイゼーションをアッセイした。
免疫組織化学的分析
に投与され、組織サンプルを回収し、上に記載した方法により、投与して24時間後に処
理した。次いで、ラットの脊髄組織サンプルをhSMN-1タンパク質の発現用にアッセ
イをした。手短に言えば、パラフィンに包埋した固定組織を、処理して、スライドに載せ
た。当該スライドを、脱脂して、再水和して、そして、クエン酸緩衝液と圧力鍋を用いて
、抗原回復を実施した。種々のブロッキングバッファーを用い、続いて4F11抗体を1
:2500希釈で用いて、一晩の間、4℃にて一次抗体インキュベーションを行った。得
られたスライドを、洗浄して、二次抗体ポリマーによって周囲温度でインキュベートし、
続いて洗浄し、発色現像した。データは、hSMN-1 mRNAの脊髄内投与わずか2
4時間で、未処理の対照と比較すると、ヒトSMN-1タンパク質の染色が認められるこ
とを示している(図22)。これは、脊髄組織へのhSMN-1 mRNAの送達を証明
する、先の知見を裏付けるものである。さらに、このデータは、1度hSMN-1細胞へ
送達されると、mRNAは、効率的にhSMN-1タンパク質を生成するために発現する
ということを示す。
実施例3
ニューロン中でのmRNAの有効な細胞内送達
またはポリマー系ナノ粒子)の脊髄内投与は、前角細胞及び背根神経節などの細胞に作用
し難いものを含む、脳及び脊髄中のニューロンにおいて、mRNAの細胞内送達に成功し
ている、ということを示す。
の細胞組織へと効率的に送達されることができることを示している。表6で開示した13
の異なる製剤を用いることで、mRNAは、2つの独立したin situハイブリダイ
ゼーションアッセイによって証明された様に、脊髄の種々のニューロン(図2A~14C
)の中に効率的に送達されて、内在化した。驚くべきことに、脊柱の生物組織内の深部に
位置している、到達が難しい脊髄前角の神経細胞部位にて細胞内mRNA送達が実証され
、タンパク質として発現された(図19~22)。マウスまたはラットのSMN-1にお
いて、バッググラウンドは皆無またはほとんど認められず、ヒトSMN-1プローブに特
異的であることを示すものであった(図15~17)。陽性のSMNシグナルを、未処理
、及び担体制御の処理をしたラットまたはマウスの組織と比較した。着色したサンプルを
、標準的な明視野顕微鏡で見た。
ノ粒子が、複雑かつ高密度である脊髄ニューロンの細胞膜をうまく通過すること、及びニ
ューロン内のコードされたタンパク質の生成のために、mRNAのペイロードを送達する
ことが可能であることを示している。本明細書に記載されているmRNA送達手法によっ
て、前角細胞及び背根神経節などのニューロンを作用し難いそれらの通過も同様に成功し
たことは、特に驚くべきことである。従って、本明細書で提示したデータは、mRNA送
達方法に基づく脂質またはポリマーナノ粒子が、CNS疾患の治療のための有望な選択肢
であることを示している。特に、本発明は、hSMN mRNAがロードされたナノ粒子
が、SMNタンパク質の生成、及び脊髄性筋萎縮症の治療のために、脊髄の運動ニューロ
ンを作用し難いものを含むニューロンへ、効率的に送達され得ることを示している。
実施例4
脳の灰白質及び白質内のmRNAの有効な細胞内送達
ば、脂質またはポリマー系ナノ粒子)の脊髄内投与が、白質などの脳内深部に位置する、
扱い難い組織を含む、脳内のニューロンにおいて、mRNAの細胞内送達に成功している
、ということを示している。
ラットで実施された。手短に言えば、実験の開始時に、各動物を吸入によりイソフルラン
で(1~3%で影響)麻酔した。一度麻酔をすると、各動物について、的確な注射部位(
L4~L5、またはL5~L6)の体毛をそり落とした。注射針の挿入に続き、反射的な
尾のフリックを、硬膜への穿刺を示すため、そして髄腔内の配置を確認するために用いた
。各動物は、表6に載せた1つの試験製剤について単一のボーラス脊髄内注射を受けた。
全ての動物は、注射後24時間のうち30分で犠牲となり、生理食塩水で灌流された。実
施例4で示したデータが、上の表6の製剤13を用いたmRNA送達の結果を説明してい
る。
in situハイブリダイゼーション(ISH)分析
に投与して、組織サンプルを30分で集め、投与から24時間後、上に記載したように、
RNAscope(登録商標)(Advanced Cell Diagnostic社
)ZZプローブ技術を用いたhSMN-1 mRNAで処理し、アッセイした。埋め込ま
れた各組織サンプルは、メーカーのプロトコルによって前処理を施して、標的である特異
的なhSMN-1 RNAプローブでインキュベートした。データは、hSMN-1 m
RNAの脊髄内投与わずか30分で、未処理の対照(図23A)と比較すると、脳組織の
至る所で染色が認められた。これは先の知見を裏付け、mRNA送達方法の速さと有効性
を強調するものであり、この方法はIT送達後わずか30分でmRNAを送達する。さら
にこのデータは、本発明によるmRNA送達が、灰白質組織(脳の外周部に位置している
)及び白質組織(脳内の深部に位置している)の両方へ効率的にmRNA送達をするとい
う、驚くべきかつ予想外の発見であることを示している。従って、本手法は、脳内の到達
しがたい白質組織内の深部に位置する細胞の調節異常の結果として発症した、神経系また
は神経筋の疾患を治療する、実現可能な治療法として役立つことが可能である。
均等物
多くの均等物を用いて、理解しまたは確認し得るだろう。本発明の範囲は、前述の説明に
限定するものではなく、むしろ以下の請求項で記載する。
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- 本明細書に記載のメッセンジャーRNA(mRNA)を中枢神経系(CNS)へ効率的に送達するための方法及び組成物など。
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